不论是在高速铁路和民用航空领域,还是在军用无基础设施支撑的空中自组织通信网中,传统的支持较低终端移动速度的地面移动网技术或者支持高移动速率的窄带通信都不能满足当今的需求。因此研究支持高移动性的宽带移动网络,改善传统技术在高速移动场景下的不足具有十分重要的意义。本文将超高速条件下基于OFDM技术的空空移动通信关键技术作为研究重点,探索研究OFDM的载频偏移估计技术和信道估计技术。主要的工作内容如下：1.对具有普适性的信道建模理论和经典OFDM技术架构原理进行分析,并依此作为理论基础探究对于特定通信场景下基于OFDM的移动宽带网络的系统设计和关键物理层技术。2.对传统的频偏估计技术做了归纳和总结,针对超高速场景需要有较大的频偏捕获范围和良好实时性支持的要求,提出了改进的低复杂度频偏粗估计算法。该算法在性能损失不大的前提下,大幅降低了计算复杂度。同时对经典OFDM信道估计技术和近年来部分学者提出的频偏信道联合估计技术也进行了分析和对比。3.在基本信道建模理论和部分标准信道模型及系统设计的基础上,针对超高速场景下空空信道的主要特征,提出了一套系统参数设计和无线帧结构设计。考虑到机载设备运动状态的变化导致载频偏移的时变性,提出了基于训练辅助的帧内联合频偏信道估计算法。通过理论分析和仿真论证,该算法获得了较好的估计性能和较高的实时性,能够适用于本文讨论场景的需求。