随着通信事业的发展，频带越来越拥挤，一些频带利用率很高的通信调制方式被采用，而传统的数字通信系统中的反馈式模拟锁相环解调变得难以实现。全数字解调技术由于采用无锁相环也没有反馈回路的数字式开环结构而受到人们的广泛重视。本文对全数字接收机的关键问题--码元同步算法的VLSI实现方法进行了系统的研究，所取得的主要研究成果为：1．在数字滤波平方定时的频域算法基础上，对定时误差估计算法采用了前端进行带通滤波和后端实施卡尔曼滤波的处理方法对其进行改进。带通滤波器减小了定时误差估计的方差，而卡尔曼滤波则降低了整个定时误差估计过程中噪声的影响。2．在插值滤波器的Farrow实现结构基础上，融入了流水线技术和并行处理技术，提出了一种新的实现结构。在全数字接收机中，插值滤波器通过内插得到最佳采样值以实现码元同步的功能。插值滤波器性能的好坏直接影响到全数字接收机的误码率，设计性能良好的插值滤波器是设计全数字接收机的关键。由于插值滤波器是时变线性滤波器，而Farrow结构非常适合用于带有因子变量的滤波器，本文以Farrow结构为研究基础，对结构进行多方面的改进，融入了流水线技术和并行处理技术，从而提高了滤波器采样速率，降低了功耗。3．在融入了流水线技术和并行处理技术的插值滤波器Farrow实现结构基础上，采用了快速FIR算法降低滤波器的硬件复杂度。同样得到了较高的采样速率和较低的功耗。4.设计了一种基于模糊推理的内插滤波器。分析了全数字接收机中的拉格朗日立方内插滤波器Farrow结构，由于采用固定的实现系数，在对高效调制信号进行解调时误码率较高。在此基础上，经过大量实验，根据分数间隔的变化，自动控制滤波器的实现系数。仿真和实验结果表明，改进后的内插滤波器降低了误码率，得到了良好的效果。本论文对改进后的结构进行复杂度对比、采样速率对比和能源消耗对比，并仿真得到了各种结构的脉冲响应、频率响应和星座图，所设计的各种实现结构均在FPGA上编程下载成功。