无线自组网以其组网快速、扩展灵活、稳定抗毁等突出特点而得到研究领域和应用行业的广泛而积极地关注。现有的无线自组网应用系统在无线传输性能、组网节点规模、环境普适性能及网络移动应用等能力与性能上尚有诸多不足或欠缺,无法满足各种各类应用的多样需求。针对相关行业的具体应用目标要求,论文就研发具有传输速率高、延时小、支持节点移动的新型高性能无线自组网开展了相关具体技术研究、设计与实现开发工作。论文工作从实际应用需求出发,根据高性能无线自组网系统整体功能性能及特点要求,以实现高速率、低时延和高可靠的物理层数据传输为具体目标,针对性地开展了物理层传输帧结构设计,重点就物理层控制信道传输链路的关键技术方案进行了全面研究与详细设计,并对同步和BCH编译码功能模块开展具体深入的设计和研发工作。基于高性能自组网系统无线突发通信特点及物理层性能要求,针对性地提出一种时域同步算法,与经典的Schdmil&Cox同步算法（SC算法）相比,该算法仅采用一个辅助序列完成符号同步和频率同步,且去除同步序列的循环前缀（CP）,仿真研究结果表明该同步算法解决了SC算法中存在的“平台效应”问题,有效提高了同步性能,降低了计算复杂度。根据研发系统对于信令信息的高可靠性要求,就物理层控制信道中所采用的LDPC与BCH级联编码进行了具体研究,给出了一种适应系统物理层传输链路结构的BCH（1440,967）编码方案,仿真研究的结果表明所设计的BCH编码方案纠错性能良好,满足实际应用。基于高级综合（HLS）平台,就所设计的同步算法和BCH编译码算法进行具体的功能硬件实现设计与优化开发,实现结果表明所设计开发的算法实现模块功能正确,性能高效,均满足高性能无线自组网系统物理层相应功能模块设计要求。论文研究、设计、开发工作与成果不仅对高性能无线自组网系统研发具有创新贡献与实用价值,对相关通信技术的研究与开发也有着一定参考意义和应用价值。