随着相干光通信系统的飞速发展与广泛部署,Nyquist脉冲整形技术已成为进一步提高频谱效率的有力手段。时钟恢复是相干接收数字信号处理算法体系中的重要环节,其作用是估计并校正接收信号的采样时钟相位。然而对于Nyquist脉冲整形信号,时钟信息的提取更加困难,传统的时钟恢复算法性能下降甚至可能会失效。本文针对用于Nyquist信号的实时时钟恢复算法开展了研究工作,主要内容包括:（1）基于相干光通信系统中Nyquist信号产生与接收的相关理论,分析了Nyquist信号的时频域特征,比较了各种常用Nyquist信号产生方法的优缺点,阐述了数字相干光接收机中时钟恢复、自适应均衡和载波恢复等数字信号处理算法的基本架构和工作原理。（2）针对常用时钟恢复算法中时钟误差检测器（Timing Error Detector,TED）不适用于Nyquist信号解调这一难题,提出了一种改进的TED,具有无需乘法的特点。在此基础上,结合自适应均衡算法和载波恢复算法,构建了Nyquist信号离线相干解调算法体系。仿真结果表明:改进的时钟恢复算法可适用于任意滚降系数的Nyquist信号。当信号的OSNR为20 d B、频偏为1 GHz、滚降系数为0.05时,算法的抖动性能低于-34.0 d B,相比改进前优化了14.5 d B。仿真结果还表明该改进算法也适用于非Nyquist信号。（3）基于Xilinx公司的Virtex Ultra Scale+系列现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）硬件平台及Vivado开发环境,完成了实时时钟恢复模块的并行流水线架构设计与性能测试。在此基础上,搭建了Nyquist信号实时相干接收与解调实验平台。实验结果表明:采用上述改进的时钟恢复算法,可实现滚降系数为0的10 GBaud正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying,QPSK）光信号的实时时钟恢复。当接收信号的OSNR为8.2 d B时,可达到误码率优于10-3的目标。