扩展频谱通信（Spread Spectrum Communication, SSC）技术具有抗干扰性强，抗多径衰落好，保密性好等优点，在军用通信和民用通信中得到了广泛的发展与应用，以该技术为基础的码分多址（Code Division Multiple Access, CDMA）技术更是被广泛的应用于第三代通信系统中。然而第四代移动通信系统并没有将基于扩频的码分多址技术纳入其中，其原因在于传统扩频序列的非理想正交特性。不同于传统扩频码，互补码（Complementary Codes, CC）能够在真正意义上实现理想的自相关、互相关特性，基于互补码的码分多址系统（CC-CDMA）拥有抗多径、抗多址干扰等特性，为未来无线通信系统中扩频技术的应用开辟了一条新的道路。本文针对基于互补码的并行频分CDMA系统在频率选择性衰落信道下的性能表现展开相应的研究。设计适合该系统的导频序列并用其实现数据同步和信道估计，分析并行频分CC-CDMA通信系统在频选信道条件下所面临的问题，并通过理论推导和仿真优化设计合并机制，从而改善系统性能。本论文研究内容如下：首先，阐述互补码基本定义和性质，证明其理想的自相关与互相关特性，然后在介绍三种互补码的定义和产生方式的基础上分析其特征，并分析基于互补码的并行频分CDMA上、下行通信系统的系统架构。其次，针对并行频分CC-CDMA通信系统在频率选择性信道条件下所面临的问题，分析接收端采用不同合并算法合并子码相关值对系统性能产生的影响并通过仿真验证，从而对合并机制进行优化设计。再次，研究基于导频序列的并行频分CC-CDMA系统的信道估计技术，利用扩展互补码所具有的完美自相关特性设计导频序列，实现慢变频率选择性衰落信道下的数据同步和信道参数估计。最后，本文针对并行频分CC-CDMA上行通信系统，在接收端采用递归最小二乘（Recursive least-squares, RLS）算法实现进行自适应合并，并通过仿真验证该系统的性能得到了提升。