毫米波无线通信技术,因其具有丰富的频段资源以及支持更高的传输速率,已经在高速移动通信上引起了人们的广泛关注。然而,毫米波的短波长在高移动速度环境下会遭受更严重的多普勒效应,使得毫米波通信系统在设计上还面临许多挑战。本文主要研究高速移动带来的多普勒效应对毫米波SC-FDE通信系统的影响,通过对不同抗多普勒方法的仿真和性能比较,设计出一种可用于实际高速移动信道环境下的抗多普勒方法。最后参考802.11ad标准,实现了可适用于高速移动的毫米波基带系统,并进行了实际高速环境下的性能测试。本文具体研究过程如下:本文首先对高速移动毫米波信道特征进行了分析,尤其是对在高速时变信道环境下,使用定向天线的毫米波通信系统所经历的信道小尺度衰落特征进行分析。然后利用时变信道建模的方法,对传统意义上的几种抗多普勒效应技术进行了仿真分析。接着,重点对毫米波SC-FDE系统在快速时变信道下的性能进行研究,分析了多普勒效应对SC-FDE系统性能的影响,可以发现时变信道相当于对解调数据产生额外的噪声。为了解决此问题,本文调研了四种经典的抗多普勒效应的方法,分别为等效频偏补偿,IB-DFE均衡,等效噪声估计以及子分块技术,其中还对传统的伪CP子分块方法进行了改进,并进行了性能上的仿真与分析。最后,完成了对可实现的毫米波高速移动通信系统算法上的选择,包括帧结构设计,帧定时同步以及频偏补偿等技术,并进行了性能上的仿真。在此算法的基础上,还设计了毫米波通信系统的接收机基带架构,主要包括帧同步模块和频域均衡模块。此外,本还文对设计的毫米波通信系统进行了性能上的研究,具体包括对实际高速移动环境下的毫米波通信系统有效性和可靠性的研究。