随着通信系统传输速率的提高,信道的多径效应对信号的影响越来越大。本文着重研究近年来逐渐兴起的能够抵抗多径效应的SC-FDE系统。本文首先研究无线多径信道的特性,发现在无线信道中存在多径效应,在其中传输信号会受到码间干扰的影响。为了克服多径效应,本文对均衡技术进行了研究,着重对时域均衡和频域均衡进行了对比分析。通过研究发现,时频域的均衡器在系数确定方法和均衡器结构设计方面大致相同。但是对于高速通信系统,时域均衡器算法为指数级复杂度,不利于实现；频域均衡器算法为线性对数级复杂度,在数字系统中容易实现。由于SC-FDE系统对定时频偏比较敏感,本文设计了适用于SC-FDE系统的同步方法。本文通过对经典同步算法的研究发现Park算法比SC与Minn算法性能更好,同步准确率更高,同时采用CAZAC序列作为Park算法的训练序列能够改善系统的同步性能,消除原始Park算法的虚假峰值。为了对SC-FDE系统中的频域处理资源进行复用,本文研究了频域同步方案,发现当在某一个数据块内包含所有的同步信息时,就能够使用频域同步。针对这一发现,本文提出了新型的频域同步方案。该方案以频域处理为基础,利用同步峰值在数据块内的位置信息,推导出同步码字的起始位置。新方案与原始频域同步方案相比同步头设计简单,同步性能更好,并且还可以复用SC-FDE系统资源,非常适合作为SC-FDE系统的同步方案。最后,本文结合课题硬件平台,将SC-FDE整体系统分为同步子系统与FDE子系统,两个子系统分别完成后,进行联合设计得到整体系统。整体系统采用改进的频域同步方式,使用线性频域均衡,复用了FFT资源,在保证性能的前提下,节约了FPGA资源。