高铁场景下,WCDMA上行链路存在较大多普勒频率偏移,严重影响系统性能。如何在高速无线通信环境下实现准确、实时、高效的频偏估计成为当前研究的热点,也是本文的主题。频偏估计在突发模式下无线通信相干检测中起着重要作用,通过动态的频偏估计与补偿过程,将补偿后的信号的频偏固定在较小的范围内,从而使信号解调更可靠,提升基带系统接收性能。首先本文论述了WCDMA系统模型与物理层协议的演进,并对系统中随机接入和上行专用链路的无线帧结构,RAKE接收基本原理进行了讨论;其次分析了频偏产生的机理与影响,研究了频偏估计基础理论和频偏估计性能的理论界;再次,分别对随机接入信道和上行专用信道的频偏估计进行了研究。在现有随机接入信道频偏估计算法的基础上,结合多径功率时延比值关系和插值理论研究了一种优化算法。对专用上行链路采用了基于导频符号和去极性非导频符的自相关函数法频偏估计,为了改进频偏补偿的性能,对频偏补偿进行了优化。最后,本文阐述了随机接入信道和专用信道的频偏估计改进算法在DSP上的实现,并详细讨论多径处理的相关参数设计对频偏估计性能的影响,根据性能测试数据,对算法的实际性能作了详细的分析,数据证明新算法有较好的性能优势。