目前我国地面数字电视广播网络已覆盖了全国300多个地区和城市,为保证全国地面数字电视广播网的覆盖质量,进一步提高广播电视信号的抗衰落性能,扩展地面数字电视广播覆盖网的覆盖面积,本文依托于国家广电总局广播电视规划院承担的研究项目《地面数字电视广播系统分集技术研究》。在国标单载波系统下,本文提出了结合时域均衡技术的三种分集接收方案,并从理论、计算机仿真、和实际测试三个角度论证了本文算法的正确性和对系统性能的改善作用。本文首先研究了系统中均衡技术的特点,分别从均衡结构、采样率、收敛准则以及独特的重叠结构几个方面对所采用的均衡技术进行了分析和讨论。从理论上推导出在动态频率选择性衰落信道条件下,信号的深度衰落会导致均衡器输入信噪比显著下降,使得均衡器产生严重的误码扩散,从而限制了均衡器性能的提高。本文仿真证明了现有的单载波接收系统的均衡器无法有效对抗误码扩散问题,并且平均误码率偏高。本文其次重点研究了如何在现有系统中引入分集接收技术,根据分集技术和时域均衡技术各自的特点,提出了双均衡器支路选择性合并结构、单均衡器支路等增益合并结构以及双前馈滤波器MMSE合并结构三种结合时域均衡技术的分集接收方案。本文给出了三种结构各自详细的理论分析和仿真结果,经比较可以看出,三种结构相较于未分集接收系统都不同程度上降低了时域均衡器的误码率,其中双前馈滤波器MMSE合并结构因为优秀的抽头更新算法,误码率表现优于其他两种结构约3个数量级,是最优的分集结构。同时为验证本文提出的算法正确性,本文开展了实验室内各种信道环境下的模拟测试,以及北京市三环路实际环境中的移动测试和固定点测试。测试结果显示,引入分集技术后,系统平均载噪比可提高3dB左右,载噪比门限在实验室环境下最大可降低5dB。仿真实验和实际测试都证明了引入分集技术,系统能够突破在高输入信噪比条件下,误码率受到信道衰落的限制,不能随着输入信噪比的增大而持续减小的性能瓶颈,从而很大程度上提高了接收机的灵敏度。