短突发信号持续时间短,捕获和检测困难,具有较强的抗干扰、抗捕获能力,这一优良的特性使短突发信号广泛应用于对隐蔽性要求较强的通信系统。在这些通信系统中,当发送端和接收端之间存在高速移动,会造成较大的多普勒频移,让收发信号之间发生严重偏移。在通信系统接收端,同步接收机需要对载波频率和载波相位进行精准的估计。对于短突发信号而言,可以利用的同步开销相当有限,同时在低信噪比下同步更加困难。因此研究短突发通信低信噪比下的高效同步技术具有重要的意义。本文首先研究了加性高斯白噪声(AWGN)信道下一些经典的载波同步估计算法,包括基于FFT的高斯内插算法、时域相关M&M算法和EAC算法,以及编码辅助EM算法,对这几种算法的性能进行了仿真和分析。针对突发通信系统在低信噪比下无法兼顾估计精度和估计范围的问题,本文提出了联合导频和数据的载波同步估计方案。该方案首先对去调制的导频序列基于周期图最大值和互相关算法进行频偏粗估计,然后利用导频序列和Turbo译码器输出的信息位和校验位的软信息基于EM算法进行细估计。在此基础上进一步提出了周期图最大值级联多次互相关的改进方案。根据Matlab仿真结果可以得出,改进方案能够兼顾频偏估计范围和估计精度的要求,采用相对较小的导频开销,就可以使得Turbo码译码性能达到几乎接近理想的误码性能,该方案的频偏估计范围可以达到?50%的符号速率。另外,本文还研究了短突发通系统中的帧同步估计问题。论文介绍了帧同步估计中的两大类方法,阐述了同步码的几种插入方式。并对常用的同步码-巴克码和m序列进行了描述。在此基础上提出了MAP级联EM算法的帧头捕获方案。仿真结果表明,在信噪比较低时,该算法就能实现对帧头的精准捕获。