正交频分复用(OFDM)技术以其高频谱利用率、可抵抗多径及窄带干扰等优点,在众多领域已得到广泛应用,是宽带无线通信中非常具有潜力的传输技术之一。同其它任何通信技术一样,OFDM技术也有缺陷,主要是对同步误差比较敏感和其信号具有较高的峰均功率比(PAPR)等。论文对OFDM系统中适于工程实现且性能良好的非数据辅助同步及PAPR抑制技术进行研究,主要包括同步误差对OFDM系统误符号率影响、OFDM系统的非数据辅助同步及PAPR抑制三方面内容。首先,对存在符号定时偏差(STO)时的OFDM系统误符号率进行了分析,推导了存在采样频率偏差(SFO)时的QPSK OFDM系统误符号率闭式解。通过对OFDM系统在加性高斯白噪声(AWGN)、瑞利平坦衰落(RFF)及瑞利选择性衰落(RFSF)信道下的接收信号进行建模,将STO引起的符号间干扰(ISI)和子载波间干扰(ICI)等效为高斯噪声,推导了接收信号的信干噪比(SINR)表达式,再根据接收信号的SINR与系统误符号率的关系,得到了存在STO时OFDM系统误符号率的计算式,并通过计算机仿真进行了分析。推导了存在SFO时的QPSK OFDM系统接收信号在AWGN、RFF及RFSF信道下的特征函数,得到了在不同发射信息条件下的概率密度函数,通过对单载波QPSK系统误符号率表达式中的接收信号以所得概率密度函数在对应的象限内积分,得到了QPSK OFDM系统误符号率的闭式解。其次,对OFDM系统的非数据辅助同步进行了研究。针对具有冗余循环前缀(CP)的OFDM系统,基于OFDM信号的延时相关特性,提出了一种非数据辅助的采样频率同步算法,并对算法的估计时间、估计精度、估计方差、估计范围及运算量进行了分析和讨论。结合已有联合符号定时及载波频率同步算法,设计了一种具有较低实现复杂度的联合采样频率、符号定时及载波频率同步算法,并对算法的系统实现进行了分析讨论。对于无冗余CP的OFDM系统,通过对信道进行假设,建立了一种基于OFDM系统子载波间功率差值平方的度量函数,通过搜索度量函数的最小值,得到了一种适用于基带调制为恒幅调制的OFDM系统的非数据辅助符号定时同步算法。结合已有载波频率同步算法,设计了一种非数据辅助的联合符号定时及载波频率同步算法,并给出了算法的实现方法。由于该联合同步算法可通过迭代算法实现符号定时同步的搜索过程,且载波频率同步具有闭式解,算法的实现复杂度较小。最后,对OFDM系统的PAPR抑制问题进行了研究。通过对现有利用虚拟子载波进行OFDM系统PAPR抑制算法进行分析,设计了一种改进的迭代方案,得到了一种性能较好且运算量可通过迭代参数控制的改进算法。该算法不需要传输边带信息,也不会给接收端带来负担,只是需要传输额外的功率。对于需要具备一定反侦察能力的通信系统来说,这些额外的功率并不浪费,会大大地增加对方侦察的难度。根据OFDM系统中相同的调制信息采用不同调制样式时所得发射信号的PAPR不同的特点,提出了一种利用自适应调制进行PAPR抑制的算法,并设计了利用该算法进行PAPR抑制的OFDM系统。算法通过对OFDM系统的子载波进行分组,并自适应地选择各组子载波的调制样式,使发射信号的PAPR得到抑制。该算法也不需要传输边带信息,需要在接收端对各组子载波的调制样式进行识别来完成解调。与同类算法相比,在相同复杂度下,利用自适应调制进行OFDM系统PAPR抑制的性能基本相同;在多径信道下,利用自适应调制进行PAPR抑制的OFDM系统的误比特性能在总体上较好。