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正交频分复用(OFDM)技术,由于能够显著简化接收机设计并具有优越的频谱效率,成为未来移动通信的主流技术之一;但其中一些关键技术仍有待优化和完善。OFDM系统的主要缺点之一是其信号对于频率偏移非常敏感,微小的频率偏移即可造成严重的子载波间干扰,因此频率同步是OFDM系统的关键技术。此外,为了捕获和跟踪到达接收端OFDM信号的起始位置,精确的时间同步同样不可或缺。针对上述问题,本文研究了OFDM移动通信系统中的时间频率同步技术,在传统技术的基础上,提出了新的优化算法。本文首先回顾了移动通信发展的历史,以及新一代移动通信中所采用的关键技术,说明了OFDM技术是下一代移动通信的核心技术,并指出了同步对于OFDM技术是不可或缺的。接着介绍了OFDM系统中的同步问题,提出了时间同步和频率同步的概念,并指出时间同步和频率同步的重要性。针对电子科技大学B3G链路,本文提出了一种应用于多天线OFDM系统的时间同步方法。该方法结合成形滤波器和信号过采样的硬件实现特点,对时间同步的判决方式进行了改进,从而降低了虚警和漏报的概率,增强了时间同步性能。此外,本文还提出了一种具有低复杂度的快速时间同步方法,该方法将自相关和互相关算法结合,降低了传统时间同步方法的实现复杂度。本文还提出了两种频率同步的方法。第一种是高性能的盲频率同步的方法。此方法无需发送端发送任何先验信息,在接收端直接利用数据本身的性质进行频偏估计和补偿,从而能够有效的纠正残余频偏,提高系统的传输效率。另一种是一种基于发射端预纠正的频率同步方法。该方法在发射端进行频偏预校正,从而接收端无需频率同步,以降低下行链路中接收机的实现复杂度。计算机仿真表明该方法能够取得与传统方法一致的性能。最后,对全文进行了概括性的总结,明确了下一步有待进行的工作和未来的一些研究方向。