本文研究适用于新一代地面数字电视广播(Digital Terrestrial Television Broadcasting,DTTB)系统中的关键技术。针对新一代DTTB面临的难点问题,重点研究第二代欧洲地面数字电视广播(Digital Video Broadcast-Terrestrial,DVB-T2)中涉及的两项关键技术:双选择性衰落信道下可靠的DVB-T2接收机同步方案及其信号检测识别方案。首先,论文介绍了现有几种国际DTTB标准的发展历程和演进方向,讨论了新一代DTTB的发展趋势,并结合DVB-T2分析了新一代DTTB所面临的关键问题;进一步,针对DVB-T2系统接收机同步及其信号检测识别两项关键技术问题,分析了研究拟采取的解决思路;重点剖析了DVB-T2系统帧结构和无线广播信道的特性,比较总结了现有的同步和信号检测方法的优缺点和性能。其次,针对DVB-T2系统特性,分析了时频同步偏差对系统性能的影响,提出了一种DVB-T2接收机时频同步方案,包括帧同步捕获、符号定时同步、载波频率同步和频偏补偿等;分析阐述了各同步环节使用的关键方法,并对粗符号定时和细小偏估计进行了改进。首先,通过将相关峰平台中心位置作为粗同步位置,以增强粗符号定时同步在双选择性信道下的鲁棒性,且能够给出信道最大多径时延信息;其次,该方案将均匀分布的离散导频用于细小偏和采样钟偏的估计,以有效提高两类偏差估计的精度。理论分析和仿真结果表明,相较于传统方法,所提时频同步方案在多种恶劣信道条件下可以明显地提高符号定时成功概率和载波频率/采样钟偏差估计精度。最后,针对现有基于循环前缀和基于导频信号检测方法在恶劣信道下检测概率低、且对先验信息依赖性高的问题,本文提出了一种DVB-T2信号检测识别方案,包括DVB-T2信号是否存在检测以及对其子载波数和保护间隔的解析识别。具体地,该方案中信号检测采用一种改进的频域导频时域检测方法,通过改进判决统计量和判决准则,以降低算法复杂度、提高检测性能,且在信号检测的同时能够完成子载波数识别;该方案模式识别则利用基于循环前缀的自相关优化方法,其通过计算相关峰平台宽度以获得保护间隔信息。理论分析和Matlab仿真表明,相较于传统信号检测识别方法,本文所提方案能有效提高双选择性信道下的检测概率和模式识别成功概率、且能降低误检虚警概率;另一方面,该方案对先验信息依赖性较低,更利于实际系统应用。