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3GPP长期演进(LongTermEvolution，LTE)项目作为一个“准4G”标准，由于其各种优点，备受关注。LTE系统与很多其他使用OFDM技术的系统一样，其对同步过程的要求非常严格。在时变多径衰落信道下，由于多普勒效应，LTE系统表现不佳，误码率上升。由于多谱勒频偏不同于固定频偏，其实际为频谱的扩展。因此对LTE系统的同步技术以及去除时变信道造成的子载波间干扰这两方面进行研究有着很重要的意义。LTE系统的演进版本LTE-Advanced提出了多点协作传输这种类似于分布式天线OFDM系统的方案。由于其各个基站端的天线分开放置，其同步模型与传统的集中式MIMO-OFDM系统有很大差别。因此对这种多天线的同步技术进行研究也有着深远的意义。
在深入了解了有关LTE和OFDM同步技术等基础理论知识之后，本文研究了主同步序列所采用的ZC序列的基本特性，给出了LTE下行同步和小区搜索的流程，详细分析了这些流程当中的时间同步算法、频偏同步算法以及小区搜索算法。由于OFDM系统对频偏敏感，LTE系统在时变多径衰落信道环境下性能不佳，针对该情况本人提出一种迭代解调的算法来去除时变衰落信道引起的子载波干扰。该算法有效去除了时变多径衰落信道对LTE系统的影响，使误码率曲线能够逼近理想下限。
随后，本文引入了分布式天线OFDM系统，该系统同步模型与传统的集中式MIMO-OFDM系统有很大差别。本文分析比较了三种时间同步方案，并在两发一收的模型之下提出了一种新的同步序列结构，可以减小一半的计算量。