正交频分复用(OFDM)技术由于具有较高的频谱效率,而且可以有效地对抗多径传输,已成为高速数据传输的关键技术。然而,OFDM系统对频率偏差非常敏感。尤其在高速移动环境下,多普勒频移和多普勒扩展明显,频率偏差使OFDM系统子载波间的正交性遭到破坏,产生子载波间干扰(ICI),这将大大降低系统性能。本文从对抗多普勒效应对OFDM系统性能的影响入手,研究OFDM在高速移动环境下的关键技术。主要内容包括:本文首先研究了多普勒频移估计技术。利用信号的包络统计特性,研究了Rician信道下的多普勒频移估计技术,并提出了其修正算法;针对高速铁路的应用环境,采用新的Rician信道仿真模型,提出一种适用的利用接收信号包络统计特性估计多普勒频移的算法。多普勒扩展破坏了OFDM系统载波间的正交性,但同时也带来了可以利用的资源。在接收端,针对高速移动环境下多普勒扩展明显的特性,研究了OFDM系统中的多普勒分集技术,提出一种OFDM系统适用的简化多普勒分集技术。然后,给出了该多普勒分集接收机的最佳配置方案。在发射端,为了利用多普勒扩展带来的资源,增长发射信号的传输时间,增加信号的时间选择性,可以获得时间分集增益。将OFDM与CDMA相结合,设计出一种交叠传输的时间选择性发射信号,使系统在获得分集增益的同时,保持了较高的传输速率,并给出了相应的接收信号处理方式。对于多天线OFDM系统,多普勒频移造成的载波间干扰严重影响系统的性能。针对多天线系统中还存在的同频干扰,提出一种SFBC-OFDM系统中的联合干扰抵消技术,在抑制载波间干扰的同时,也降低了同频干扰对系统性能的影响,改善了高速移动环境下SFBC-OFDM系统的性能。