本发明公开了一种高动态光通信多普勒频移模拟系统,包括:多普勒频谱变换模块、多普勒频移模块和调制器;其中,所述多普勒频谱变换模块对光信号进行频谱变换;所述多普勒频移模块对光载波进行频移变换;经多普勒频谱变换模块处理的光信号和经所述多普勒频移模块处理的光载波通过所述调制器模拟卫星通信的多普勒频移。本发明提供了一种高动态光通信多普勒频移模拟系统,模拟卫星通信中的多普勒现象,不仅解决相干通信系统中误码率升高的问题,而且提高了相干探测的性能以及系统的可靠性。