正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术以其良好的抗多径、抗窄带干扰性能和对频谱利用率的提高，被广泛的应用于民用和军用领域，成为了现代通信技术的研究热点。本文以非合作通信系统为背景，对OFDM系统的同步问题展开了深入的研究。主要工作内容如下：本文首先建立了非合作通信下的OFDM系统模型，对CP-OFDM系统的循环前缀（Cyclic Prefix，CP）和ZP-OFDM系统的尾部数据覆盖叠加方法分别进行了讨论，指出了ZP-OFDM系统中定时同步的重要性；然后推导了多径信道下OFDM系统的采样频率偏移所带来的影响；在此基础上，针对现有方法的不足与缺陷，提出一种多径衰落信道下OFDM系统的采样频率偏移（Sampling Frequency Offset，SFO）盲估计方法，该方法先利用一种改进循环谱对谱相关点进行粗估计，再利用另一种改进的循环谱对谱相关点进行细估计，最后再根据估计出的相关点上循环谱相位值，经跳变转化、最小二乘直线拟合后计算出的相位变化率，得到OFDM系统采样偏移的估计值；再之后，介绍了双滑动窗能量比检测方法，针对其在多径环境下准确率急剧下降的情况，提出了一种不等长双窗口能量比检测的改进方案；最后，在此方案的基础上，对能量比检测方法进行了进一步的改进。仿真结果表明，本文提出的OFDM系统采样频率偏移（SFO）盲估计方法较现有的方法具有更好的性能，可用于时频同步之前的采样同步，降低了多径衰落和噪声的影响，提高了低信噪比时系统采样频率偏移估计的精度，并具有良好的稳健性。而对于双窗口能量比检测的改进方法，其在较差的多径衰落信道下仍具有较好的性能，且信道质量的下降对本文方法影响不大，表明了其对多径信道具有良好的稳健性。