近年来,卫星通信技术朝着高通量、终端小型化和移动化方向快速发展,新一代DVB-S2X标准因具有带宽利用率高、信道频带宽、传输信息量大和传输能力强等优势而得到广泛关注。DVB-S2X标准能支持多种调制编码方式、甚低信噪比模式和超帧模式,从而可以满足高通量卫星和小型移动终端的传输需求。对于不同应用场景,DVB-S2X标准定义了支持连续系统的标准帧结构和支持突发系统的超帧结构,针对这两种不同结构,本文研究适用于连续系统和突发系统的帧同步算法及其FPGA设计与实现,主要研究内容如下:其一,研究适用于DVB-S2X连续系统的帧同步技术。首先将现有算法分为利用固定序列的帧同步算法和利用DVB-S2X标准帧整个帧头可变序列的帧同步算法,并分析算法实现原理和优缺点,然后在整个帧头序列的基础上,提出了两种改进算法。所提算法一是通过优化能量校正项,可以改善相关峰值波动较大的缺点,提高检测性能,所提算法二是加权帧同步算法,可以在系统频偏较小的情况下获得更好的性能。仿真结果表明,所提算法在相同信道环境下能够以较低的实现复杂度获得更好的检测性能。面向高通量卫星通信系统,本文采用基于整个帧头的加权检测算法,设计并行帧同步硬件实现方案,详细介绍各模块实现原理,并采用动态门限结合多峰值判决的峰值检测方法,可以有效提高算法的检测概率。其二,研究突发系统帧同步算法。根据是否利用同步序列,本文分别从数据辅助的帧同步算法和非数据辅助的帧同步算法展开介绍,然后在差分相关算法的基础上提出一种加权差分相关检测算法。该算法充分利用硬判决复杂度低的特性,可以在原有相关算法的基础上,进一步提高相关峰值。仿真结果表明:所提算法在同步序列长度不同的情况下,均可以有效提升算法检测性能。基于加权差分相关的方式,本文设计并完成一种可配置的帧同步硬件实现方案,可以根据系统参数,配置同步序列长度（16～1024）和内容,使帧同步模块具有一定的通用性。同步序列长度不同,所占资源也不同,实现最小化资源占用率。综合分析表明,该模块最高可支持系统时钟频率为200MHz。