近年以来无线通信技术得到迅猛发展，受到广泛的关注，随着数据传输量的提高，同时由于无线传输环境比较恶劣，对数字接收机性能的要求变高。OFDM技术是一种可以有效对抗多径传播，拥有高频谱利用率的传输技术，并且信号处理过程可以利用快速傅立叶变换简单完成。但是要在恶劣的传输环境下获得较好的性能，解调系统必须有一个稳定而高效的同步环路，同时随着集成电路和数字通信技术飞速的发展，使得高速数据传输系统的VLSI实现成为可能。 本文针对基于OFDM技术建立的DVB-T系统，分析了OFDM多载波无线通信系统中同步的基础算法理论，并结合ASIC设计流程对本系统进行专门的芯片框架设计。据算法优化与芯片实现相结合的原则，以低硬件消费、低运算量、高性能为设计目标，提出了针对DVB-T系统解调芯片中核心同步环路的设计方法。 本文主要工作包括 (1)根据OFDM系统模型，深入研究了OFDM系统中的同步问题，包括载波频率同步，采样频率同步，符号定时同步三方面的关键技术。从理论上系统分析了载波频率、采样频率偏差与符号定时偏差对OFDM系统带来的影响。针对具体的DVB-T系统，在充分研究近年来国际上对DVB-T系统同步算法的基础上，借鉴数字通信方面的经验，充分利用导频信息与OFDM符号结构，提出了针对DVB-T应用的完善的同步环路算法设计与硬件架构设计。 (2)利用OFDM符号的特殊结构，改进了基于循环前缀保护间隔的最大似然算法，将原本复杂的相关器结构改变为滤波器结构，同时对输入数据做符号化处理，来进行符号粗估计与小数倍载波频偏的粗略估计。该改进算法可以极大的降低运算复杂度与硬件消费，同时可以满足实际的要求，具有较高的估计准确性，其载波频率偏移粗估计可以精确到0．02倍子载波间隔，满足协议对粗同步的要求。 (3)利用DVB-T系统提供的导频信息，完成整数倍频偏估计与载波频率与采样频率的跟踪锁定，在已有研究的基础上，研究了系统对频率偏移校正的理论极限，同时改进了环路滤波器的参数选取，使得跟踪锁定环路在收敛速度与估计精度之间获得平衡，两方面都充分满足实际应用的要求。 (4)深入研究了符号细同步的原理，创新性的提出一种算法，将在频域获取的信道传输函数，进行IFFT变换得到实际信道的冲击响应，利用能量重心的分析方法，来判断是否存在前回波，并以此为依据进行符号细同步工作。与现有算法比较，本文算法可以在包括单频网在内的恶劣信道下取得完善的性能，同时硬件复杂度与运算复杂度较经典算法大为降低。 (5)在算法研究的基础上研究了同步环路的优化实现方案，以全数字实现方案为基础，针对同步的各个算法单元模块、角度计算的CORDIC模块、插值滤波器等单元模块，提出VLSI结构的优化方法，确保了同步环路的性能，减小了电路的功耗，面积与成本。