随着UAV（Unmanned Aerial Vehicle，无人驾驶飞机，简称为无人机）技术的发展，使得UAV广泛的应用于各个领域。现如今，无人机通信链路需要传输的数据量不断增大，实时性要求不断提高，因此，无人通信链路需要更高的数据传输传输速率。随着正交频分复用??Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM技术研究的进步，越来越多的研究者将OFDM技术应用于无人机通信系统物理层之中，并取得了良好的性能。　　本文分别对不同场景下的无人机信道进行建模分析，并对各个场景下无人机的信道特点做出了总结。由于OFDM系统具有较高的同步要求，因此，本文着重分析了无人机通信系统中的同步技术要求并对经典的OFDM同步技术进行分析、仿真且作出总结。结合具体的项目要求选择合适的同步算法作为项目中无人机通信系统的同步方案。　　文中对从定时同步性能，频偏估计范围，频偏估计方差以及计算复杂度等方面对基于CP的ML算法，Schmidl算法，Tufvesson算法进行了分析，并在MATLAB中对上述分析结果进行了仿真验证。然后，结合无人机信道的特点以及系统指标要求，综合考虑性能与硬件实现，选择 Tufvesson算法作为无人机 OFDM系统同步方案，并且根据选用的方案以及无人机信道特性在 MATLAB中搭建了仿真模型，仿真结果验证了方案的有效性。　　接着，本文阐述了无人机通信系统接收端物理层的设计与实现。包括上文中针对无人机信道选择的同步方案以及OFDM解调，OFDM符号处理等模块。由于系统要求数据传输速率较高，因此对其中的数据流控制进行了详细阐述。　　最后，对实现的无人机通信系统进行了硬件测试，并与MATLAB仿真结果进行对比。通过对接收机灵敏度的理论分析以及实际硬件测试结果可知，系统接收端硬件实现结果性能良好，与理论分析相符。