广播电视网、电信网、互联网三网融合是我国基础信息设施发展的重要方向。三网融合中，有线广播电视网在资源、用户数上占据优势。对现有光纤同轴混合网宽带化、双向化改造，构建高速接入网，是下一代广播电视网迫切解决的课题。然而，现已研制的同轴电缆接入系统物理层速率仅有100Mbps，很难满足高速数据传输需求。为此，本文研究同轴电缆千兆速率接入系统物理层，目标是实现物理层每秒1000M比特速率传输。本文主要研究同轴电缆千兆速率接入物理层的同步和信道估计技术，提出工程实现的技术方案，研发物理层数字信号处理DSP软件。第一，对物理层信号处理进行需求分析。针对低噪声、时慢变、多径同轴电缆网络信道，分析千兆用户接入速率的可行性。设计出OFDMA体制不对称业务下行4096QAM、上行256QAM千兆速率传输方案，在保证误比特率10^-7，通过4通道聚合，128M信号带宽最大承载1126M比特速率，频谱效率8.01bps/Hz。第二，给出物理层同步、信道估计方案。文中分析OFDM系统在多径高斯信道中存在的符号定时偏差、载波频率偏差、采样定时偏差。针对实测同轴电缆信道，设计出用于工程实现的上行同步、信道估计方案。通过链路级定点仿真，下行接收机支持4096QAM，解调门限为39.5dB，误比特率为10-7，上行接收机支持256QAM，解调门限为27.5dB，误比特率为10-7。第三，设计物理层数字信号处理DSP软件。基于Ti DSP芯片TMS320TCI6488实现同步、信道估计方案。首先架构软件总体结构，然后以模块化思想对方案软件仿真实现，最后详细设计主要功能模块，并以终端测DSP子系统实现举例。最后，工程验证。在实验室环境，搭建测试平台。4通道聚合下，1个局端，1个终端组成同轴实验网络，实测误比特率性能与MATLAB定点仿真差异小于2dB。本文对同轴接入网络OFDMA体制的同步、信道估计技术进行研究，研制的物理层数字信号处理软件已用于系统样机，具有实用和经济价值。