为满足未来航空通信不断膨胀的旅客通信需求,对新一代民用航空地空通信系统展开相关研究工作势在必行。基于正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)多载波调制技术的L波段数字航空通信系统1(L-DACS1,L-band Digital Aeronautical Communication System1)由于频谱利用率高、抗多径能力强及支持高速终端接入等优点被视为未来航空通信系统的重要备选方案之一。OFDM采用相互正交的子载波进行数据传输,提高了频谱利用率,但是其很容易受到频率偏移的影响,导致子载波之间的正交性遭到破坏,系统的通信性能降低。由于民航L-DACS1系统中,飞机相对于地面基站处于高速运动状态,引起大多普勒频偏及信道环境发生快速变化,频偏估计的难度有所增加。所以对民航L-DACS1系统频偏估计的研究工作具有重要意义。论文基于中国商用飞机有限责任公司合作项目“地空宽带数据链通信系统原型样机研发及测试”,研究民航L-DACS1中频偏估计问题,具体研究内容及成果如下:(1)分析移动通信系统的特点以及L-DACS1系统的主要技术及参数,并综合分析OFDM技术的优势和难点。建立频偏存在情况下的系统信号模型,分析频偏产生时,通信系统性能受到的影响;(2)建立三维空间民用航空飞机巡航阶段的运动几何模型,并对任意航线下飞机与基站之间由于相对运动产生的多普勒频偏进行公式推导,同时对所推导的公式在不同场景下进行验证,最后仿真分析民航地空通信系统多普勒频偏特性;(3)提出基于位置信息的改进频偏估计算法,对民航L-DACS1系统产生的频偏进行两步估计:第一步,基于飞机与基站的经纬度、飞机飞行速度及飞行高度等信息,利用本文中提出的多普勒频偏公式对飞机与基站间的多普勒频偏进行预估计;第二步,在第一步频偏预补偿以后,基于改进的频域克罗内克函数形式导频对残留频偏进行估计。