现如今,高铁通信以及航空通信正在引领移动通信进入一个高速时代,高速情况下通信环境将变得越来越复杂,由于发射端与接收端的相对运动产生的多普勒频偏所带来的影响也越来越显著。OFDM系统由于各子载波之间具有独特的正交性,但正交性会受到频率偏移的严重影响,所以在高动态环境中OFDM系统极易产生各子载波之间的相互干扰,严重影响通信链路的通信质量。因此亟待研究高速环境下的OFDM系统的多普勒频偏估计技术,准确估计出高速环境所带来的多普勒频偏,及时补偿,降低误码率,提高通信质量。本文的研究内容主要基于以下两个部分展开:1)研究分析并提出一种新型的高速移动环境下OFDM系统的多普勒频偏估计算法,借助时域重复前导码序列,通过非邻近前导码图案的部分相关求和实现多普勒频偏和多普勒变化率的联合最大似然估计。通过对比分析算法的估计性能发现,该算法的估计均方误差精度由传统算法的10-3提升到10-6,估计性能提升明显。2)提出一种高动态环境下基于毫米波MIMO系统自发自收的多普勒频偏估计算法。通过毫米波M[MO系统自身利用发射端多个发射天线同步发射分集波形,并且在接收端利用多个接收天线接收回波信号,进而对接收信号进行集中处理从而得到多普勒频偏和相对位置角度。该算法的估计均方误差精度由传统最大似然算法的10-3提升到10-5,算法性能提升明显。通过本课题的研究,本文提出的两种算法能够满足高速移动环境下对于多普勒频偏估计的需求,更好地还原高速移动环境下的多普勒效应问题,从而为保障高速移动环境下的通信质量提供了基础。