近年来,数字电视地面广播受到越来越多人的关注。中国2006年颁布的地面数字电视标准DTMB传输系统采用了TDS-OFDM的创新技术,将时域信号处理和频域信号处理相结合,可以同时发挥数字信号处理在时域和频域的特点。信道估计技术是DTMB接收机设计中关键技术之一,其精确性决定了接收机的接收性能。地面广播的信道相当复杂,因此设计一种计算量小精度高的信道估计算法及VLSI设计具有较大的难度。本文首先介绍了数字电视的信道传输特性,描述了地面数字电视广播的信道模型,分析了DTMB标准接收机系统的原理,研究了DTMB标准帧结构及基带模型,阐明了信道估计对接收机性能的重要影响。然后研究并给出了适应于DTMB系统的信道估计算法,研究了针对DTMB系统的TDS-OFDM信道估计算法及单载波传输的信道估计算法。在此研究的基础上,提出了优化后的信道估计算法,最后根据算法的仿真结果进行了比较和小结。在算法研究的基础上,给出了优化后DTMB标准的信道估计的VLSI硬件设计实现,并针对硬件设计及方案进行了模块描述,之后给出了本文设计和文献中算法对应的硬件实现在面积和功耗方面的比较。搭建了基于System Verilog的软件验证平台和FPGA的验证平台,给出了各种信道下的系统性能的测试结果及其分析。最后研究了信道估计之后TPS传输信令参数解码模块的设计,并给出了FPGA测试结果。