随着民用航空通信的快速发展和空中移动终端的日益增加,构建支持高速、实时、可靠的空中自组网已经成为当前越来越迫切的实际需求。因此,对超高于移动宽带通信的关键技术进行研究是一项非常重要和有意义的工作。在本文中,将高速移动终端带来的多普勒扩展和信道条件的快速剧烈变化问题作为切入点,重点研究超高速移动通信环境下所面临的新的频偏估计和信道估计问题,主要工作和研究成果如下:1.通过对多种经典频偏估计算法进行分析和仿真,比较了经典频偏估计算法的优缺点。再结合超高速移动条件下的实际需求,根据实验结果将S&C频偏估计算法作为超高速移动通信系统中实际采用的算法。2.在超高速移动环境下,信道的时变特性更加明显,因此信道已由传统的慢时变信道变化为快时变信道。通过对时变信道进行分析,采用BEM(基扩展模型)对系统进行建模。再针对CE-BEM基扩展模型本身存在的吉布斯效应和信道拟合误差,提出一种新的改进方法,该算法通过二阶偏置的方法使得信道拟合中的边界误差有效减少,仿真结果表明新算法具有低误码,抗高频偏的特性。3.为了有效地减少子载波间干扰,传统的基于导频估计的梳状导频已演变成簇状导频。针对FDKD结构中估计导频的使用效率低的特点,提出一种新的导频改进方案,通过固定保护导频的长度来优化导频结构。仿真结果验证了,新导频结构的有效性和高使用效率。4.将实际设计的系统运行在GNU Radio软件平台上并结合USRP,完成超高速OFDM无线通信系统的正常通信。实验结果表明,该系统实现了文本文件和音频文件的正常传输。