近几十年来,无线移动通信领域的发展突飞猛进,经历了翻天覆地的变化。在全球范围的商业运作方面,以GSM网络为代表的技术给人们生活中的信息交流带来了极大的方便。如今这些技术的下一代通信技术——第三代移动通信3G,已经在一些国家获得了成熟的商业应用,我国也在前几年领取了3G牌照并开通了相应业务。目前,人们正在研究继3G之后的下一代移动通信系统4G。4G作为新一代移动通信技术,期望高速率传输环境下提供更全面多功能的通信服务。考虑到频谱资源紧张的问题,这就要求4G在保证高速率的同时,提高对频谱的利用效率以及对信道衰落的抵抗能力。正交频分复用(OFDM)技术因为具有传输速率高、频域效率高、抵抗频率选择性衰落能力强的特点,而受到了研究者的关注,人们已经将该技术列为下一代无线通信系统实现中物理层的主要技术之一。OFDM的特点是利用多个载波,将时域高速的串行数据转化为多路并行的低速数据,该技术可以有效抵抗频率选择性衰落,克服了传统调制方式因为衰落的存在只能局限在低速传播的缺点,为高带宽即高速数据传输建立了基础。同时,OFDM的每个子载波都和其相邻载波有50%的频谱重叠,因此提高了频谱使用效率。本文旨在通过对OFDM中同步、均衡技术的研究,对各种技术做整理与总结。文章结构主要如下：第一章为绪论,对OFDM技术在未来通信中的地位做了阐述。接下去介绍了OFDM技术的优点,以及它的缺点和不足。最后本文根据OFDM的优缺点提出了本文的研究方向。第二章分析了信道的特征,介绍了信道模型,分析了信号在信道中的畸变。目的是为了建立系统的基本框架,为后续章节的信号分析和公式推导打下理论基础,并由此说明了系统仿真时的条件。第三章重点研究单天线OFDM系统中的同步算法。重点研究了定时前导结构和基于最大似然法则的频偏估计器,着重分析了估计器的误差性能。本章的重点在于通过详细的推导,利用最大似然法则,设计了一种新定时结构下的频偏估计器。第四章重点研究单天线OFDM系统中的均衡方法。讨论了信道估计和均衡的基本知识,分析了准静态假设下各方法的性能,并做了仿真比较,得到了不少有用的结论。并根据讨论结果给出了一种实用的帧结构,通过仿真进行了性能验证。第五章主要研究MIMO和OFDM相结合的系统,对该系统下的同步、均衡算法做了介绍。同时结合前几章分析的结论,提出了一种新的频偏跟踪算法。新算法利用了空时编码正交频分复用系统(STBC-OFDM)的分集特性和编码冗余,具有很好的启发性。仿真证明了这种算法在性能上的优点。本文一方面深入探讨算法的原理和应用,提出的两种频偏估计器均具有性能的提升；另一方面,通过对均衡的研究,得到了一系列结论。在本文中提出的帧结构已经在硬件上实现并通过了实际测试。整篇文章的思路为理解系统实现有一定帮助。