凭借在多径信道中高速传输信号的能力，以及均衡简单、抗脉冲噪声和高频谱利用率的优点，正交频分复用在有线与无线通信领域得到广泛应用。但OFDM也有其固有缺陷，比如时域信号过高的峰值平均功率比，对频率偏移的高度敏感，以及无频率分集效应使其误码率性能受信道谱零点的严重影响等。本文主要对OFDM及其同步展开研究。 在OFDM的基本原理方面，减小OFDM信号峰均功率比的压扩变换法由于采用非线性的处理方法，多径信道的影响就必须在收端解扩前被完全补偿掉，否则压扩和解扩的效果将无法对消。也就是说，压扩变换法会引入新的负效应，即牺牲了OFDM均衡简单的最大优点。另外，虽然在OFDM系统中引入载波干涉码能产生频率分集效应，并消除峰均功率比问题，但因为载波干涉信号是由正交载波组合而成，仍只能通过傅立叶变换实现，所以载波干涉的OFDM系统其实与单载波频域均衡系统等同。 基于循环前缀的传统同步算法定时估计粗糙，频偏估计范围过小，很难直接应用于实际系统。利用循环前缀尾部的符号间干扰较弱的特点，本文提出改进的符号粗同步算法，可有效克服多径信道时延扩展的影响，将定时点集中于第1条到达路径。又注意到由间隔不同的重复信号构成的导言，在不降低估计精度的情况下，可有效扩大频率捕获的范围，本文设计了参差重复导言，并给出相应的频偏估计MMSE算法及其最优解。在随后讨论的适用于DRM/广播系统的完整同步方案中，首次明确地揭示了DRM标准为帧同步设置的差分导频，并提出配套的帧同步和整数频偏估计的联合算法。 OFDM以附加循环前缀的微小代价能够实现低复杂度的频域均衡，其实单载波系统也可以利用循环前缀构建频域均衡。而且若改循环前缀为已知的固定信号段，不仅保留循环前缀的原有功能，其固定已知的特性还使之可以被当作训练符号使用。本文最后逐项阐述固定后缀单载波频域均衡系统的诸多优点，探讨其取代OFDM的可能性。