高速移动环境下的高速率高质量通信技术已成为国内外关注的焦点。近几年,很多通信系统都采用了多天线技术和正交频分复用(OFDM)技术。3GPP的LTE项目采用OFDM作为其下行链路物理层传输方案。考虑到OFDM系统峰均比(PAPR)过高,移动终端难以支持过高的功耗和成本,LTE上行链路采用单载波频分多址接入(SC-FDMA)技术。SC-FDMA技术对信道的频率选择性有很好的抗性,但是对信道的时间选择性很敏感。高速移动环境中,信道既具有频率选择性衰落又具有时间选择性衰落,这使得SC-FDMA系统的同步技术,尤其是载波频率同步技术实现起来更为困难,同时这也成为制约系统性能提高的一大瓶颈。因此,在双选信道下,系统时频同步问题值得深入的探讨和研究。本文在LTE上行链路框架下,研究双选信道中SC-FDMA系统的同步技术。首先介绍了双选信道的基本特征及其对信号的影响,接着介绍了SC-FDMA系统基本原理和系统结构,然后针对LTE上行链路帧结构深入探讨了若干种经典的符号同步算法和频偏估计算法,并分析这些算法的优缺点及其在双选信道下的性能缺陷。在深入理解和分析了传统算法在双选信道下性能缺陷产生原因的基础上,本文提出了一种新的符号同步算法和一种基于循环前缀(CP),并结合高斯加权思想改进的频偏估计算法。双选信道相对于单选信道有很大区别,很多传统频偏估计算法没有考虑信道的双选特性,以至于在双选信道下难以满足系统性能要求。对此,本文针对双选信道的时变特性,结合信道基扩展模型(BEM)和最大似然估计准则设计了一种新的频偏估计算法。设计的新算法在估计准确度上较传统算法有很大改善,在双选信道下能够很好地满系统要求。MATLAB仿真结果进一步表明了传统同步方法在双选信道下的缺陷,也充分说明了改进和设计的新算法在双选信道下的性能优势。