正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)具有频谱利用率高,抗多径和脉冲噪声能力强等优点,是数字音频广播、数字视频广播、数字电视以及第四代移动通信等技术的重要组成部分。同步是影响OFDM系统性能的关键因素之一,本文针对低信噪比下OFDM系统以及基于CACAC序列的OFDM系统中的定时同步和频率同步进行了研究,主要内容包括：论述了OFDM系统中的符号定时同步、载波频率同步以及采样钟同步,给出了同步的基本解决方法。讨论了低信噪比下OFDM系统中的同步技术,提出了PIP-OFDM系统,并对其同步算法进行了研究。介绍了几种常见的基于训练序列的同步算法,在此基础上研究了基于CACAC序列的OFDM系统中的定时和频率同步,并详细分析了它们的性能。分析了低信噪比下OFDM同步算法的现状。由于目前针对低信噪比下的OFDM通信技术研究较少,提出了一种新的PIP-OFDM系统,它在低信噪比下可以实现很好的同步。将Van de Beek JJ等人提出的小数倍载波频率粗同步和时间同步估计算法应用到PIP-OFDM系统中,并做相应的改进。仿真结果表明,改进后的同步算法在低信噪比下较原算法在性能上有明显的提高。对基于CACAC序列的OFDM系统中的同步算法进行了研究。介绍了几种常用的CACAC序列及其基本性质。提出了一种基于CACAC序列的OFDM系统的同步算法,并与传统的同步算法进行了比较,结果表明新提出的同步算法在高斯信道和瑞利信道中均可实现很好的同步,但在多径衰落信道中性能不是很理想。又进一步提出了一种基于GCL序列的定时和频率同步改进方法,它利用GCL序列中理想的相关性进行相关运算,再利用接收信号中含有的CP(循环前缀)信息,提出了一种新的帧结构,能够估计出多个时间偏移和单个频率偏移。经过多径衰落信道的仿真,结果表明提出的这种基于GCL序列的定时和频率同步算法不但能获得较好的符号定时同步性能,而且还消除了频偏对符号定时的影响。