随着无线通讯业务对数据传输速率要求的不断提升，无线信道的多径效应成为限制数据传输率进一步提高的主要因素。而OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)技术所具有的特点决定了它能够有效的抵抗多径效应的影响，并且具有很高频谱利用率。因而得到越来越多的研究和应用，已成为未来无线通讯领域的主要底层数据传输技术之一。但是OFDM系统性能对于同步误差非常敏感，很小的误差都会使系统性能急剧下降。因此有关同步技术的研究对OFDM系统具有极其重要的价值。本文研究内容的核心是OFDM系统时频同步算法，文中主要完成了如下工作内容：首先，详细介绍了OFDM基本技术原理、优缺点及关键技术；无线传输信道与信号时频特性的相互关系；分析了存在同步误差时，对OFDM系统所造成的不利影响并给出了仿真验证结果，为时频同步技术研究奠定了理论基础。其次，通过详细的公式推导和仿真验证，分析了几种经典同步算法的各自优缺点及适用环境。Schmidl&Cox算法时间度量曲线存在平台区；Park算法存在旁瓣干扰；在多径信道下，基于PN加权训练符号的结构会影响频偏估计算法精度甚至使之失效。然后，针对当前算法的缺陷，设计了新的训练符号和同步算法机制。新训练符号由四段重复的恒包络零相关序列经PN序列部分加权得到。利用恒包络零相关序列的优良相关特性和PN序列部分加权后的特殊结构，消除了前几种经典算法时间度量函数存在的平台区和旁瓣，获得尖锐的定时估计峰值，且训练符号结构不会对频偏估计精度产生影响。在AWGN和多径信道条件下都能准确的完成定时同步及整个符号带宽范围内的频偏估计。最后，针对首径非主径的信道情况，设计了一种首径定位算法来搜索OFDM符号起始样点位置，进一步提高了系统定时同步性能。研究了频偏对定时估计函数峰值的影响，仿真结果表明本文训练符号及改进算法不受频偏影响，能够在整个OFDM符号带宽内准确完成定时同步和频偏估计，最后给出了完整的时频同步流程。