LTE被看成是“准4G”技术，是3GPP近年来启动的最大的新技术研发项目。而同步过程在整个LTE系统中占有非常重要的地位，同步误差的存在会引起符号间干扰(ISI)和子载波间干扰(ICI)，严重影响系统接收机性能。本文着重研究LTE系统中定时同步和载波频率同步过程。　　 首先，研究了LTE关键技术，系统的帧结构和系统中两种用于同步的信号。通过仿真，分析了主同步信号和辅同步信号的自相关性和互相关性，并分别对终端和网络端的收发流程进行了研究，为后面定时同步和频率同步方法的研究提供了基础。　　 然后，为了更好的对LTE-TDD同步进行研究，先对作为LTE关键技术的OFDM技术进行了分析和仿真。对基于循环前缀的最大似然同步算法进行了仿真。该算法具有复杂度低的特点，但是该算法不能应用在多径衰落信道环境下。为此本文提出了一种盲自适应的频偏估计方法，该方法能够很好的在多径衰落信道环境下估计出频偏以及消除ICI。但是由于该方法使用了盲的估计方法，算法复杂度相对较高。针对LTE-TDD系统，本文给出了一套时频同步的方法，同时进行了仿真和分析，观察拟采用的同步方法性能可否达到系统要求且是否便于实现。其中符号定时同步算法是基于互相关的算法，利用本地主同步信号与接收信号进行滑动相关，并加入分段相关方法，相关功率峰值位置就是粗定时位置，后在粗定时位置附近使用未经过处理的主同步信号做相关，得到符号定时精同步。频率同步算法使用最大似然算法将频偏控制在允许的精度范围内，然后进一步进行频率精调。经过仿真，算法性能符合系统要求。　　 最后，结合DSP开发平台，对上面给出的LTE-TDD时频同步方案进行了实现验证。对其中的某些重要模块进行了详细设计和分析，并充分考虑DSP的某些特性，采取了一些优化方案进行实现。在辅同步信号生成的时候，采用了用比特操作代替双极性化序列运算，大大减少了运算量，节省了存储空间。