正交频分复用（OFDM）技术在下一代无线通信系统中作为物理层的主要技术之一，受到了来自专家学者的广泛关注，因为它在抵抗频率选择性衰落方面的能力很强，具有一定的优势。同时又具有非常高的传输速率和频域效率。但是，现有的正交频分复用技术，还存在一些问题，信号的传输效率问题是目前最突出的问题之一。由于OFDM技术对偏移问题具有很强的敏感性，当信号在信道内传输时容易发生畸变，从而影响了信号的传输效率。针对这个问题，本文在回顾和总结前人对OFDM技术研究结果的基础上，研究了多径信道下OFDM系统定时同步算法。本文在分析了OFDM系统的经典同步准则的基础上，从理论上分析了载波频率偏移、同步误差即DFT窗定时误差给OFDM系统性能造成的影响，结果表明这些问题都将使接收信号的有效信噪比降低，导致系统性能下降。本文在这些理论分析和现有定时同步算法基础上，改进了一种新的定时同步算法，并利用规则集对相关函数和导函数进行优化，使得估计方差能够进一步减小。该算法克服了多径时延对系统造成的影响，适合于大规模网络的多模终端通信，并且在多径衰落信道下网络进行切换时，能够保持粗同步。本文最后将仿真结果与相关算法进行比较，结果表明新算法的定时估计精度较高且具性能表现良好。