随着LTE技术标准的日趋成熟，目前全球已有3家运营商正式启动了TD-LTE商用服务，10家运营商制定了商用计划。TD-LTE技术已逐步成为了移动通信领域的主流技术。在TD-LTE系统中，下行方向采用带循环前缀(CP)的OFDMA多址接入技术，该技术具有高频谱效率、高峰值速率、能够很好地抵抗频率选择性衰落和脉冲噪声，易与MIMO技术相结合等优点，然而由于多普勒频移，发送端和接收端晶体振荡器不匹配等原因引起的符号间干扰(ISI)和子载波间干扰(ICI)，严重地影响了TD-LTE系统中接收机性能，因此同步在整个TD-LTE系统中尤为重要。本文着重研究了TD-LTE系统自适应的符号定时同步和载波频率同步算法及其实现。　　 本文首先介绍了TD-LTE的发展历程、物理层下行关键技术以及TD-LTE系统中同步的分类;分析了载波频率偏差、符号定时偏差和样值频率偏差对TD-LTE系统性能的影响，以及几种经典的时频同步算法;提出一种TD-LTE系统自适应信道环境的时频同步算法，该算法利用主同步信号(PSS)获取信道冲激响应，估计当前信道环境，结合基于CP和PSS的时频同步算法，自适应调整同步估计参数，为用户终端(UE)提供精确的符号定时同步和载波频率同步。仿真结果表明，在不同的信道环境下，该自适应同步算法都能较好地工作，具有稳定可靠、计算复杂度低，节省了存储空间等优点。最后，基于实验室项目“TD-LTE无线综合测试仪表”为背景，利用TI公司TMS320C6455数字信号处理器(DSP)芯片实现了简化的最小均方误差(MSE)时频同步估计算法，半帧和帧同步以及利用PSS估计小数倍频偏算法。通过Matlab仿真和DSP实现可知，本文给出的同步方案能够较好地运用到项目中。