正交频分复用（OFDM）是一种多载波高速传输技术，它具有频谱利用率高、抗符号间干扰、抗多径衰落等优势，从而成为第四代移动通信系统的核心技术。但是，OFDM技术由于其多载波传输的特点而对同步误差异常敏感。符号定时偏差和载波频率偏差都将会破坏各子载波间的正交性，从而引入子载波间干扰（ICI）和符号间干扰（ISI）降低系统的整体性能。因此，性能良好的同步算法对于OFDM系统是非常重要的。 本文首先介绍了OFDM的基本原理和无线信道的传输特性，分析了两种主要的同步误差对OFDM系统性能的影响，构建了一个OFDM系统仿真平台，由于采用的仿真参数大部分遵守欧洲ETSI提出的DVB-T标准，所以在此基础上的研究具有普遍意义和实用价值。在对国内外同步估计算法分析总结的基础上，着重对两种应用于不同信道下的最大似然（ML）定时频偏联合估计算法进行了研究分析。一种是适合于加性高斯白噪声（AWGN）信道的经典ML估计,它是设计其它ML联合估计算法的基础。另一种是新近提出的针对快衰落多径信道的ML估计，该方法用最小平方（LS）方法先对同步参数的范围进行估计，而后在较小的估计范围内进行ML细估计。仿真分析表明，该方法在小信噪比的情况下对同步参数的估计误差低于经典ML估计，而算法的执行时间却低于经典ML估计算法的执行时间，说明该算法不但大大降低了算法的复杂度及运算量，而且还提高了快衰落信道下估计的准确性。 然后文中提出一个OFDM系统接收端的设计方案，该方案先用经典最大似然估计算法获得对接收信号中定时与频率偏移的初步估计，即粗同步。然后用数字锁相环对估计误差进行跟踪，即细同步，最终实现了数据符号的正确恢复。通过对该设计方案的仿真和验证，充分说明了该方案是可行的，而且结构简单灵活，具有一定的普遍意义。 最后将这一设计方案在DSP的集成开发环境CCS中进行了软件调试，其结果与在MATLAB中的仿真结果一致，为随后的应用实现方面的研究提供了一个软件平台。