L波段数字航空通信系统(L-band Digital Aeronautical Communication System,L-DACS)是未来航空通信地空数据链路的重要候选技术,因采用正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM),在地空链路中面临大时延和大多普勒等问题,其同步技术是需要着重解决的问题。L-DACS1系统对符号定时和频率偏移非常敏感,导致系统性能急剧下降,加之航空通信传输距离远、信道条件复杂和多普勒频移较大等因素,系统对同步要求更高。本文基于ZC序列(Zadoff-Chu,ZC)构建训练序列,提出的算法更为精确的实现了符号定时同步和载波频率同步,解决了L-DACS1系统中大时延与大多普勒频移问题,主要研究内容如下:(1)分析定时偏差和频偏对L-DACS1系统的影响。针对符号定时偏差和频率偏移对系统产生的影响进行了详细的理论研究,并对其进行了仿真分析,以进一步说明精准的符号定时和频率同步对L-DACS1系统的重要性,并给出了系统对符号定时和载波频率同步的影响。(2)提出了一种基于ZC序列的定时同步算法。该算法通过与传统符号定时同步算法对比,仿真结果表明所提出的算法在航空信道下性能有所提升,在较低的信噪比下也能达到精确定时,能够满足L-DACS1系统的要求,节省了系统带宽资源开销,提高了定时精度,从而更为准确地实现了符号定时同步。(3)提出了一种基于ZC序列的频偏估计算法。该算法采用ZC序列构建训练序列,实现了小数倍和整数倍频偏估计。通过与具有代表性的频偏估计算法进行对比仿真,结果表明该算法不仅增大了频偏估计范围,弥补了最大似然频偏估计算法的频率估计范围小的不足,而且提高了低信噪比下的频偏估计精度。