未来无线通信系统的目标是能够以最低的代价为各种用户提供随时无缝的高质量、高速率的多媒体和数据业务传输。但无线环境的多径特性造成通信系统中严重的符号间干扰,且目前频谱资源已濒临饱和。而正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)正是一种解决符号间干扰的有效传输手段,具有频谱利用率高、调制方式灵活等优势,因此OFDM技术作为未来宽带无线通信的物理层关键技术在当前引起了广泛关注。但OFDM系统对同步误差和信道估计误差非常敏感,如何在OFDM系统中准确高效的实现同步和信道估计是至关重要的,本论文将重点针对这两个问题进行讨论。本文首先概括叙述了无线通信的发展现状以及无线通信系统的信道模型,并简要介绍了OFDM系统的基本原理、具体实现和OFDM系统的关键技术。接下来,本文在分析OFDM系统中信道估计原理的基础上,通过仿真分析了不同导频辅助方案、不同信道估计算法、不同插值算法的性能、复杂度和适用环境。并将最小均方自适应滤波算法应用到最小平方信道估计算法上,从而提高最小平方算法的估计精度。仿真结果表明该算法在复杂度和性能间达到了很好的折衷效果。然后,本文就OFDM系统的同步原理展开讨论,在分析同步误差对OFDM系统的影响的基础上,通过仿真分析比较了基于辅助数据和非辅助数据的不同同步算法的优缺点。并使用锁相环技术,对同步中的频率偏移估计功能模块进行修正,从而提高多载波系统的频率偏移估计的性能。最后,基于IEEE 802.11a协议的物理层主要参数和帧结构,搭建了OFDM发射机和接收机的Matlab仿真平台,并给出了无线局域网(Wireless Local Access Network, WLAN)系统内接收机算法的整体性能分析。