摘要：LTE作为首个全球推行的通信协议,现在已经广泛投入商业使用。本文的目的在于研究TD-LTE协议标准下高速铁路场景的多普勒频移估计。在高速场景下,移动台速度越快,信道的时变性越大,并且由于周边环境随着移动台的移动而变化,信道还呈现一定的非平稳特性。通过仿真,现有LTE导频图案在高速条件已经不能在接收端完全的信道估计。此外,多普勒频移还造成频域子载波的偏移,使子载波能量下降并相互干扰(ICI)。由此看出多普勒频移估计的重要性。对多普勒频移的研究能够提高对信道的认识,提高信道估计算法和ICI消除算法的准确性。本文以此思路展开对多普勒频移估计的研究,主要工作内容和创新点可以分为以下几个方面：(1)现有OFDM系统多普勒频移估计算法主要有时域自相关的估计思路和频域功率谱估计思路。本文通过仿真分析表明三种估计算法在LTE系统中的估计性能。(2)多普勒功率谱在多普勒频域估计方法起到关键性作用。本文结合实际铁路场景,分析了各个场景信道特征和场景对应的多普勒功率谱。(3)LTE下行物理层以OFDM技术为基础,具有自己规范的系统带宽、帧结构、导频图案等参数。LTE测试协议给出了2种MIMO信道,以抽头延迟线模型为基础的EPA模型和以基于几何图形的随机MIMO模型ITU模型。论文分析了MATLAB语言编写的LTE物理层仿真器,并依照测试协议,检测仿真器是否达到协议标准。(4)使用合理的信道模型仿真实际信道,验证了多普勒估计算法在高速移动铁路场景中应用的可行性。通过本文的研究,给出了三种基于TD-LTE标准、高速铁路场景和多天线条件下能够正确估计的多普勒频移估计算法,并通过仿真分析为高速铁路专用移动通信网络设计及优化提供一定的依据和参考。