对流层散射通信通常是利用特高频或超高频微波传输技术,通过对流层对微波信号的散射进行通信的一种通信方式。当今这种通信方式主要应用于传输距离在70公里到600公里范围之间的点对点通信系统中。散射通信技术兴起于上世纪30年代,但是,经过几十年的发展和研究,大部分成果都在散射信道特性方面,而在散射通信应用系统方面的研究却很少。散射通信技术因为其高隐蔽性和强抗干扰性,一般用在军事通信系统中,不过现在也会有民用散射通信系统的应用。在任何通信系统中,信号同步技术都很重要,而在散射通信当中,性能优良的同步设计更是不可或缺。因为,只有保证信号能够被成功正确地接收,对其他技术的研究才会变得有意义。依据散射通信系统的发展成果和通信特点,本文对对流层散射通信系统中的同步技术展开了研究。首先,本文阅读和参考了大量关于对流层散射通信方面的成熟技术和文献资料,分析和研究了当前流行的OFDM宽带无线通信技术和单载波频域均衡(SC-FDE)无线通信技术。本文从散射信道信道特性、SC-FDE基本技术、MIMO空时处理技术和Golay互补对称序列四个方面对所研究的同步算法进行了理论铺垫和技术论证。其次,本文依据大量的理论分析,并结合本文研究目的,最终采用了一种基于MIMO SC-FDE的无线通信技术,在此技术基础之上,对同步算法的处理流程和数学模型推导展开了分析,并根据分析结果提出了同步改进算法。最后,本文为确保改进同步算法的可行性与可靠性,不仅在仿真平台上对同步算法采取大量仿真分析,而且最终将改进算法成功应用于FPGA硬件平台。室内野外测试结果表明,所提出和实现的同步改进算法达到了项目设计要求。本文对对流层散射通信系统同步技术的研究成果主要突出在以下三个方面:首先,引入自适应门限技术替代传统的绝对门限技术。其次,针对滑动相关捕获特性不足,采用频域相关算法,提高运算速度,并节省了空间资源。最后,本文针对传统非相干同步捕获算法的缺点,提出性能更佳的相干同步捕获算法,并加以实现。