波束赋形天线相比于传统天线具有更高的方向增益,更低的干扰噪声和灵活的自适应性,因此受到了学术界和工业界广泛的关注。但是,波束赋形天线也引入了更多同步的难点。波束赋型天线的窄波束具有安全保密、信号抗干扰的优点,但是也使得系统初始同步时难以方向对准,通信链路获取时间过长;波束赋形天线的指向性,使得波束角度信息成为建立通信链路的基础,高效地波束角度同步方法必不可少;在指向通信中,天线阵内的误差会导致波束赋形的失败,并且角度误差会引起信号信噪比的明显下降,因此对同步算法提出了新的挑战。在链路参数获取中,本文给出基于GMSK调制的全向帧获取方案。从而避免了指向模式下节点发现困难和全向指向模式间覆盖范围不同的问题。本文设计新的GMSK信号同步方法获得了相比于传统算法更大的估计范围,适应了新系统的需求。仿真结果表明同步算法相比于传统算法具有更高的精度,且在信号冲突下保持性能稳定。本文对快速的波束角度同步算法展开研究,给出了基于同步序列的波束角度估计方法。通过序列特殊的结构和模式来标识波束角度,再配合序列检测算法实现波束角度估计。此方法相比于传统DoA算法大幅削减了算法复杂度和硬件开销,提高了波束角度同步效率。仿真结果最终验证了算法的有效性。针对宽带系统中的同步问题,本文首先给出了一种天线阵内同步方法,消除了天线阵阵元间幅度相位误差对波束赋形算法的影响。通过对天线幅相误差进行数学建模分析,总结出适合均匀圆阵的幅相误差的同步方法。仿真结果表明此方法对幅相误差有足够估计精度。接下来,本文对OFDM的同步技术展开研究,给出新的同步改进方案以应对波束角度误差引起的低信噪比环境。通过仿真结果证明了同步算法在低信噪比下具有良好的性能。