无线通信从出现开始至今经过了一百多年来的发展,逐渐成为当今信息行业的重要组成部分,多天线SC-FDE系统因其优势被广泛应用于无线通信中,其中接收机的同步部分至关重要。SC-FDE系统对同步非常敏感,同步算法直接影响系统的整体性能,性能良好的同步技术可以使多天线SC-FDE系统充分发挥在无线通信中的长处。本文主要研究了多天线SC-FDE通信系统中的同步算法,主要工作有以下几点:(1)研究多天线技术、SC-FDE系统的基本原理与优势,并分析该系统下接收机同步部分涉及到的几个典型算法的优缺点,提出适用于本文通信系统工作环境的同步方案并对其进行性能仿真,包括位/帧同步、采样定时跟踪、主径跟踪等模块。(2)对于位/帧同步模块,利用迭代公式生成GHGS序列并研究其特性,针对-20dB、-40dB两种工作场景下不同的帧结构,设计并实现匹配滤波器。结合实际信道建模,针对存在的多径效应与多普勒频移问题,对位/帧同步提出了对应的改进方法,通过仿真验证效果。(3)对于应对发收机之间原子钟频率差的采样定时跟踪模块,应用早-迟门算法估计采样定时偏差,设计采用分数时延滤波器来提高定时调整的精度,考虑到滤波器系数加载与储存的问题,在实现时利用Farrow结构来降低硬件资源的消耗。(4)设计好同步方案并进行仿真之后,完成位/帧同步、跟踪等主要模块基于FPGA硬件平台的具体实现,并对工程实现代码进行时序功能仿真并验证功能,将同步部分的模块嵌入到多天线SC-FDE通信系统的整体工程中。通过室内室外的实际测试对整个系统工程的性能进行验证,可知本文所设计同步系统性能良好,FPGA实现程序具有稳定性和可靠性。