铁路系统的不断提速使人们对铁路无线通信系统提出了更高的要求。第三代移动通信的长期演进(LTE)已成为现代通信发展的主要方向,它具有支持高速数据传输速率、高频谱效率、高移动性的显著特点。然而在高速移动环境下,高移动性带来的多普勒频偏严重影响信道传输质量,显著的多普勒频移可能会破坏OFDM系统子载波之间的正交性,影响系统通信质量。因此,研究高速移动场景中的多普勒频移干扰问题具有重要的科学意义及应用价值。首先分析无线信道的传输特性,在此基础之上分析了高速铁路移动环境中多普勒效应的形成机制及其对无线信道的影响。然后对主要的传统频偏估计算法进行了分析,与多普勒分集法、CFO联合估计法等算法相比,两次频偏估计法在频偏估计范围和精度上存在着一定的优势,但是仍不能适用于LTE上行链路中。最后针对SC-FDMA系统的多普勒频偏估计算法存在的估计范围小,精度低,跟踪性差等缺点,提出一种改进的频偏估计方法,降低了噪声与干扰对频偏估计精度的影响,并利用自回归(AR)模型对频偏估计值进行子帧间跟踪处理,大大降低了计算的复杂度。