近年来，随着无线通信中数据传输量的增大，对宽带传输系统的需求越来越高。其中，多载波传输技术因为峰均功率比高，对功放的线性化要求严苛，影响了其应用范围，所以单载波宽带系统成为了当前无线通信传输系统的主要方式。然而，传统的单载波宽带无线通信系统中，多径衰落严重影响了通信的可靠性，多径能量很大，造成严重的码间干扰；宽带下多径时延对应的延迟符号数很大，使得现有的同步以及信道估计和均衡方法难以满足需要。本文针对单载波频域均衡系统，研究适用于这种特定通信系统的同步方法，以及信道估计和均衡的关键技术，提出了频域信道估计和信道均衡的解决方案，并设计开发基于硬件描述语言（verilog）的软件程序，在FPGA内成功解决抗多径问题。本文主要工作如下：1.较系统地研究了多径衰落信道的模型和特性，并对典型的Clarke模型进行了仿真验证。2.提出了一种适用于强多径和大时延系统中的同步方案，该方案利用了Zadoff_Chu序列良好的周期自相关性，解决了系统的同步问题。3.实现了一种利用Zadoff_Chu序列恒幅特性进行频域信道估计的方法，这种方法性能良好、复杂度低，便于在FPGA内实现。4.在实现准确的信道估计的基础上，估计出接收信号的信噪比，根据MMSE准则进行频域均衡，解决了系统均衡问题。5.在硬件平台上实现了单载波频域均衡系统的设计、调试，并进行了详细的测试。经测试，本文所设计的单载波频域均衡系统有效解决多径干扰，在恶劣的外部环境下能够正常工作。该系统具有较高的应用价值，对其他单载波信道估计和均衡系统的设计具有一定的参考价值。