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LTE-Advanced是第四代移动宽带标准，由第三代合作伙伴计划(3GPP)组织基于LTE技术研究和开发的。LTE-Advanced上行链路在多址接入方式上采用SC-FDMA技术，SC-FDMA技术具有单载波的低峰值平均功率比(PAPR)和多载波的强韧性两大优势。此外，LTE-Advanced上行引入了单用户多天线技术(SU-MIMO)，利用MIMO技术实现空间分集，提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，提高频谱利用率。MIMO SC-FDMA技术对于包括定时偏差和频率偏差在内的同步偏差非常敏感，需要精确的定时同步来保障时频转化时的符号对齐。时间失步会导致符号间干扰(ISI)，影响子载波的正交性，带来子载波间干扰(ICI)，严重影响系统性能，因此文章对MIMO SC-FDMA系统的定时同步技术展开了研究。干扰消除算法源于CDMA多用户检测技术，是为了解决因扩频码序列非正交引起的多址干扰，它可以将先检测出来的数据恢复成干扰消除掉，以提高后面数据流的检测性能。CDMA系统中的多址干扰与MIMO SC-FDMA系统中定时偏差带来的干扰具有很大的相似性，本质上都是由非正交特性引起的系统干扰。鉴于无线MIMO传输链路的数学模型与CDMA系统和ISI信道具有相似性，同时传统的干扰消除算法在CDMA多用户检测算法中的广泛应用，文章研究了基于干扰消除的LTE-Advanced上行链路（MIMO SC-FDMA系统）的定时同步算法，并提出一种改进的多级迭代干扰消除定时同步算法。 本文首先概述了LTE-Advanced系统的关键技术和发展现状，阐述了上行链路MIMO SC-FDMA系统的基本原理和系统模型，同时分析了无线通信环境、定时偏移的原理模型和其带来的系统影响。再次，简单分析了现有的经典定时同步算法和基于干扰消除思想的定时同步算法。在信号检测思想的基础上，提出了改进的多级迭代干扰消除定时同步算法，并给出了算法原理和模型。最后，本论文通过MATLAB仿真分析对比了各种算法的误比特率性能。改进的多级迭代干扰消除定时同步算法在不利用导频和循环前缀信息进行定时同步的情况下，首先利用MMSE准则在信号检测端对待检测信号进行估计，然后对估计信号采用干扰消除思想进行多级迭代干扰消除，以消除定时偏差带来的信号干扰，达到系统定时同步的目的。理论分析和仿真表明，多级迭代干扰消除定时同步算法可以明显提高系统性能。其中OSIC-PIC、PIC-PIC方法能够获得更大的增益，较好的消除由定时同步误差带来的干扰，实现系统的定时同步。