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OFDM是一种基于子载波之间正交性进行调制和解调的高速数据传输技术,可以有效地提高系统的频谱利用率。成熟的快速傅里叶变换算法和快速发展的集成电路工艺推动了OFDM技术从理论走向工程应用。近些年来,OFDM技术已经被广泛地应用于各种通信场景中。OFDM调制技术因为其具有良好的抗多径衰落能力,也被广泛地应用于宽带卫星通信中进行高速数据的传输。但是卫星频谱资源极度紧张,因而在一些新型的OFDM系统中采用了无循环前缀和无梳状导频的设计,这样可以有效地提高系统的频谱利用率和数据吞吐率。同时也对OFDM系统在信号同步、信号均衡等方面的技术都提出了新的要求:(1)如何在无数据辅助的条件下,完成OFDM系统的同步,从而保证子载波间的正交性,避免系统性能恶化;(2)如何正确补偿残余载波频偏引起的星座旋转;(3)如何在无数据辅助的条件下,完成信号在时变信道下的盲跟踪等一系列问题变得重要而紧迫。基于上述的迫切需求,本文首先严谨地给出了OFDM系统中采样时钟偏差的系统分析模型,并提出了一种面向无CP及梳状导频的OFDM信号采样时钟频偏估计方法,其基本思想是:利用滑窗自相关方法检测一帧信号中收发双方采样数目的偏差从而估计采样时钟频偏,此外从理论上分析推导了该方法的适用条件和估计误差;其次,基于拉格朗日插值算法完成了最佳采样点的估计,并介绍了如何确定分数间隔的初始值和更新步进量;然后分析了OFDM系统中残余载波频偏对超帧结构信号的影响,提出了在非数据辅助条件下采用MCMA,DD等盲均衡算法完成残余载波频偏补偿;最后针对信号无梳状导频设计、具有超帧结构等特点,介绍了在时变莱斯信道下对OFDM信号幅度和相位变化进行盲跟踪与盲均衡的方法。特定格式OFDM仿真信号和实际采集的iPSTAR卫星信号测试结果均表明:在无循环前缀、无梳状导频和具有超帧结构的新型OFDM系统中,采用本文提出的OFDM卫星信号盲跟踪和检测方法能够稳健地完成采样时钟同步以及中低信噪比条件下的信号解调。