定时同步和载波同步是数字通信盲解调系统的关键技术,同步性能的好坏,直接影响到整个数字通信解调系统的性能。在噪声和复杂环境下,解决非协作数字通信盲解调系统中的同步问题,有效提高同步的性能和稳定性,对提高整个解调系统的性能具有非常重要的意义。本文以多进制数字相位调制(MPSK,Multiple Phase Shift Keying)、多进制正交幅度调制(MQAM,Multiple Quadrature Amplitude Modulation)等多种调制信号为研究对象。首先,针对常用载波提取算法存在环路捕获时间较长、环路稳定性较差等问题,在传统Costas环法载波提取算法的基础上,提出了一种改进的Costas环载波提取算法。该算法采用面向判决的鉴相器取代了传统的乘法鉴相器,并在环路滤波器模块后增加一个环路锁定检测模块,当检测到环路收敛时,重置环路滤波器参数。仿真结果表明,环路作用于二阶环路滤波器和三阶环路滤波器时,与利用多系数调整取代一组系数的适用于高阶QAM信号的改进Costas环载波提取算法相比,本文改进算法能够缩短环路捕获时间,且环路收敛后,频率跟踪输出抖动范围较小,环路稳定性更高,能够适用于MPSK、MQAM等多种调制方式。其次,针对经典的位定时算法及多种改进算法存在自噪声性能较差、误码率较高、同步建立时间较长等问题,通过对插值滤波器模块、定时误差检测模块的环路结构进行改进,提出一种改进环路结构的Gardner定时恢复算法,并对该改进算法进行了仿真验证。仿真结果表明,环路作用于QPSK、8PSK信号时,同步稳定性更好,能够在更短的时间内达到符号同步。在信噪比为-5dB的情况下,QPSK信号星座图收敛半径为0.26左右,与类似锁频锁相(FPLL,Frequency and Phase Lock Loop)的改进Gardner定时恢复算法相比,本文改进算法收敛半径减小0.08左右,有效的缩短了同步建立的时间,并且定时误差抖动明显减小,在低信噪比下误码率更低。最后,基于上述研究成果,本文借助MATLAB仿真,验证了同步模块算法的正确性和可行性。在本文改进算法的基础上,针对载波同步、符号同步两个模块,研究并设计了一种适用于多种调制方式的多路并行环路结构,并基于VS2013软件平台,用C/C++语言实现了多通道并行实时同步解调系统。通过对数字通信盲解调系统进行算法改进、仿真分析、软件实现,结果表明,并行数据处理时间明显小于串行数据处理时间,并且测试结果与理论仿真结果一致,说明该系统能够实现对多种调制信号的解调。