在长期演进（Long Term Evolution，LTE）系统中，小区搜索的主要任务是完成移动台对目标小区的搜索和获取下行同步，并根据得到的小区标识（Identity，ID）信息读取目标小区的相关配置参数。由于LTE的物理层采用了正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）调制技术，这样的系统性能极易受到同步偏差的影响。在LTE系统中，小区搜索就是建立同步的过程。小区搜索算法性能的优劣将影响到后面整个同步系统的定时和频率同步，所以小区搜索算法需要在低信噪比和衰落信道情况下具有对抗多普勒频移的鲁棒性。如何有效地设计出具有较高定时估计精度和频偏估计精度的小区搜索算法成为LTE系统的关键问题。　　本学位论文对LTE系统中小区搜索的符号定时同步算法和频偏估计算法进行重点研究，并提出了相应的改进算法。　　首先，针对传统互相关算法在频偏较大时定时效果不理想的问题，利用分段相关定时同步算法具有抗频偏的优点，结合主同步信号（Primary Synchronization Signal，PSS）具有镜像对称的特性，采用对接收端信号进行累积处理方法，提出了一种改进的符号定时同步算法，提高了同步定时精度。同时，为了减少改进算法的运算量，将3组本地PSS序列相加后再和接收序列进行相关运算，降低了算法的运算量。　　其次，利用PSS序列具有恒定模值的特性，结合基于差分相关算法中分段思想对小数倍频偏进行估计的优点，提出了一种改进的小数倍频偏估计算法，改善了算法的频偏估计性能。　　最后，通过建立物理层基带仿真平台，对小区搜索各个流程模块的功能进行设计，并对改进的符号定时同步算法和小数倍频偏估计算法进行仿真验证。　　仿真实验结果表明，与传统的互相关定时同步算法相比，提出的改进的符号定时同步算法不但提高了定时精度，而且也相应地减少了算法的运算量，提高了算法的运算速度。同时，提出的改进的小数倍频偏估计算法与基于差分的小数倍频偏估计算法相比，频偏估计精度有明显的提高。改进的定时同步算法和小数倍频偏估计算法都具有在低信噪比下对抗频偏良好的鲁棒性，能够较好地实现LTE系统的下行同步。