针对低信噪比条件下正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）系统利用MUSIC算法（Multiple Signal Classification）进行时延估计时，特征值分解得到的信号子空间和噪声子空间不能完全正交而导致算法性能下降这一问题，提出一种基于子空间加权的时延估计算法——WMUSIC算法。该算法利用噪声特征值的幂级数对噪声子空间进行加权处理；同时采用信号特征值的倒数对信号子空间进行加权处理，来修正MUSIC算法的伪谱，通过谱峰搜索得到时延估计值。仿真结果表明，与MUSIC算法相比，所提算法具有更高的时延估计精度。WMUSIC算法可以完成较为准确的时延估计，从而为提高低信噪比条件下OFDM系统的时延估计性能提供了参考依据。