随着数字通信技术的发展,通信系统的应用场景越来越复杂。在诸多应用中,由于多普勒频偏的影响,数字通信系统接收到的中频信号中往往存在频偏的干扰,使得接收端出现解调错误的问题。此外,由于数字通信系统的发送端和接收端采样时钟晶振之间存在时钟偏差,使得接收端出现采样率偏差的问题。这就对数字通信系统的接收端提出了较高的要求,而解决这个问题的核心技术就是同步技术。本文针对上述问题,研究了数字通信系统中的同步技术,主要对其中的载波同步和定时同步技术做了改进,获得了新的方法。本文的主要工作包括如下几个方面:(1)对传统的载波同步技术进行了深入的学习,包括平方环、Costas环等,并对其优缺点进行了分析。在此基础上,提出了一种改进的数字Costas环,包括对鉴相器和环路滤波器的改进,提升了Costas环的跟踪性能和载波捕获的速度。MATLAB和FPGA仿真的结果验证了改进数字Costas环的有效性和可靠性。(2)对传统的Gardner定时同步系统进行了深入的学习,重点对Gardner环中的Farrow滤波器结构进行了详细的分析。在此基础上,基于Farrow滤波器结构提出了一种基于高阶插值滤波器的定时同步方法,通过MATLAB对其进行了仿真性能分析,并使用FPGA实现了基于Farrow结构的高阶内插器定时同步系统。MATLAB和FPGA仿真的结果表明基于Farrow结构的高阶内插器定时同步系统可以实现更高精度的定时同步功能。(3)使用Xilinx的xc6slx45t型号的FPGA芯片对上述方法进行了硬件实现,通过Xilinx的Chipscope分别测试了BPSK、QPSK和8PSK三种调制方式以及8MHz、4MHz和2MHz三种符号率。实验结果表明,本文所提方法具有良好的载波同步和定时同步性能。本文在数字通信的载波同步和定时同步方法上的研究取得了一定的成果,达到了研究的预期。