经过十多年的发展，数字电视技术已完全成熟，将全面取代模拟电视，成为新兴的信息支柱产业之一。经过多年的研究和发展，地面数字电视广播形成了四大标准：欧洲的DVB-T、美国的ATSC、日本的ISDB-T、中国数字电视地面传输标准。本文以DVB-T和中国数字电视地面传输标准中多载波部分作为主要研究对象，从接收机同步技术和信道估计技术两个方面对广播模式OFDM系统的解调技术进行了深入分析和研究，并提出了一些优化算法和实现结构，其中大部分算法已经在实际ASIC芯片或FPGA平台中得到验证。本文的内容安排如下：第一章介绍了OFDM的基本原理、优缺点和发展现状，然后介绍了数字电视广播中采用了OFDM技术的传输标准，最后给出了本文的内容安排和主要研究成果。第二章以欧洲数字电视地面广播标准DVB-T和手持数字视频广播标准DVB-H系统为研究对象给出了CP-OFDM的传输模型，分析了CP-OFDM的符号同步和载波、定时恢复技术，并提出了一种有效的时频联合符号同步检测跟踪算法，该算法可以准确实现单频网下多径时延宽度大于保护间隔情况下的符号同步，并能快速跟踪OFDM符号位置的变化。第三章以欧洲数字电视地面广播标准DVB-T和手持数字视频广播标准DVB-H系统为研究对象，首先分析了信道估计插值算法并提出了一种低复杂度的时、频域准自适应插值的信道估计算法，其能够根据实际信道特征实时选择最优的插值系数，以期达到最佳接收效果，同时对各插值算法的性能进行了仿真分析比较；接着分析了移动接收引入的子载波间干扰的形式并提出了一种低复杂度但性能良好的多普勒ICI消除算法；最后分析了相位噪声对系统的影响，并提出了三种CPE校正方案。第四章以中国数字电视地面传输标准中多载波方案为研究对象，首先给出了TDS-OFDM的传输模型，讨论了信道估计和均衡的基本思想；然后讨论分析了帧同步和相位检测的算法，提出了一种基于多峰值判定的帧同步与相位联合检测算法，其在恶劣多径和定时频偏较大的环境下均能准确完成同步检测；然后分析了载波偏差对帧同步的影响，并提出了以扫频进行载波粗频偏估计的实现方法；接着讨论了基于PN序列的载波和定时偏差检测算法并分析了其在多径和移动接收条件下的特点和性能，提出一种基于相关输出的载波细频偏提取方法，同时结合多种信道模型，给出了具体的载波、定时恢复方案。第五章是全文总结和工作展望。