现代通信系统间或系统中的同步是进行信息正确传输的关键,其性能直接决定了通信的质量。几乎在所有的通信系统中都要先解决同步问题,在无线通信中更是如此。所以,无线通信系统中的同步问题具有重要的研究意义。同步问题主要包括定时同步和频率同步两方面。本文以时分复用(Time Division Multiple Access,TDMA)卫星信号研究对象,探讨了该系统定时与载波同步的算法和硬件实现方法。特别对强干扰条件下的定时同步算法进行了详细的研究和讨论,并在以现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)为核心的硬件平台上,实现了中频数字接收以及定时同步链路。接着又研究了基于自同步的载波同步算法,并完成了FPGA设计和仿真。首先,本文介绍了全数字接收机理论,以及TDMA卫星通信系统的原理和帧结构。同时介绍了TDMA系统同步的算法。重点分析了定时同步算法及其抗干扰性能,介绍了帧同步环路。其次,本文以基于PN31序列检测的定时算法和帧同步环路为核心,根据TDMA系统的要求,详细阐述了TDMA系统定时同步的FPGA链路具体设计原理与实现方法,并对其中的独特码(Uniqe Word,UW)检测、数字锁相环等模块进行了仿真,最后对定时同步功能进行硬件测试。结果表明定时同步算法的功能准确、稳定,且在加性高斯白噪声信道中具有良好的抗干扰性。最后,本文介绍了载波频偏对TDMA定时同步算法的影响,从而阐述了开环载波粗同步算法的原理和FPGA实现方法,并进行仿真。结果显示估计出的载波频率误差符合预期。