由于具有信道频谱利用率高、实现容易(可采用快速傅立叶变换)等优点,正交频分复用(OFDM)技术已成为高速数据传输的关键技术,并被纳入第四代移动通信参考标准。然而,OFDM系统对频率偏差非常敏感,尤其在高速移动环境下,用户移动速度快,导致信道的时变特性更加明显,多普勒频移和多普勒扩展更加显著,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。本文从分集技术对抗多普勒效应和对OFDM系统性能的影响入手,研究高速移动环境下OFDM宽带通信。本文首先研究高速无线信道的物理特性和数学模型,描述各种衰落信道的特性,分析信道的时变特性对传输信号频谱的影响,给出了几个描述衰落信道的常用函数,特别分析了高速移动环境下OFDM系统的关键问题。随后介绍了OFDM系统的基本原理及分集技术,分析了OFDM传输系统的基本原理,推出了OFDM时域和频域的模型,然后介绍了OFDM系统的优点和缺点,最后介绍了分集技术,着重讨论了比较常用的几种分集方式。研究了它们各自的优缺点,最终得出分集技术的一般实现规律和特点。本文主要研究内容是多普勒分集技术,把多普勒扩展作为频域分集资源,这样不但可以克服多普勒扩展对OFDM系统的不利影响,还可以通过分集获得系统性能的提高。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,分析了一种适用于OFDM系统的简化多普勒分集技术,同时也研究了MIMO-OFDM系统的多普勒分集技术。通过仿真,得出多普勒分集技术和发射分集相结合可以更好的提高系统性能。在发射端,根据高速列车通信的特点,提出了基于固定轨道的多普勒发射分集技术,同时提出了未来高速移动通信的宽带OFDM解决方案,在现有的TD-SCDMA的高速铁路解决方案的基础上,解决应用多普勒分集技术的难题,仿真结果表明,该技术有很大的优越性。