用户迅速增加的数据业务量及对覆盖的要求和用户可用有限频谱资源之间的矛盾日益突出，这时候需要开发新的通信技术来提高频谱利用率，TDD时分双工技术应运而生，TDD技术正是提高频谱利用率的关键技术之一。目前TDD技术已经在以TD-SCDMA和WiMAX、McWiLL为代表的无线宽带通信系统得到大规模应用，并且将在未来的移动通信系统将会发挥更加重要的作用。基于TDD时分双工技术与传统的FDD频分双工技术的通信系统最大的区别在于物理层，物理层包括基带模块和射频模块。本文主要工作内容是研究TDD微波通信系统的物理层技术，本文的重点是研究TDD通信系统快速切换同步、TDD物理层帧结构等关键技术。文中首先对TDD系统的技术指标进行了分析，找出实现TDD系统的关键技术。然后通过链路预算得出TDD系统的各个模块指标，并以此作为设计系统方案的依据。文中讨论了不同的设计方案对TDD通信系统性能的影响，根据应用场合设计出一种满足系统指标的总体方案，然后在MATLAB/SIMULINK平台对系统设计方案进行链路级仿真和可行性分析，最后通过一个以FPGA+DSP为核心的硬件验证平台对系统设计方案进行进行简要的测试、验证和分析。