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近年来，宽带无线通信技术和应用得到了迅猛的发展。人们对无线数据和多媒体业务的需求，促进了用于高速宽带无线通信新技术的发展和应用。多输入多输出(MIMO)技术和正交频分复用(OFDM)技术是当今宽带无线通信领域研究的热点，而MIMO-OFDM系统性能对载波频率偏移极为敏感，因此同步技术是该系统的关键技术之一。论文主要讨论SISO/MIMO-OFDM系统中的同步及其在IEEE 802.16e中的应用，重点研究时间同步和频偏估计。
首先，详细分析了各种同步误差对OFDM系统性能的影响，并基于SISO-OFDM几种经典的同步算法提出改进的联合时频同步实现方案，包括粗同步、小数倍频偏估计、整数倍频偏估计和精定时。仿真表明，该方案无论在AWGN还是在频率选择性衰落信道都有很优异的性能。
其次，针对MIMO-OFDM系统同步的集中式和分布式两种基本模型分析和改进帧头，着重介绍MIMO-OFDM系统在轮询模式和正交模式下的同步实现与改进，并提出联合空间分集和时频估计的同步方案和改进的相关-差分同步方案。值得一提的是，改进的相关-差分方案考虑了实际情况的定时，且性能和相关-差分方案相当，是MLE算法的良好逼近，因此在分布式MIMO系统的同步中具有一定的实用价值。
最后，基于前文的改进，将之具体应用于IEEE 802.16e SISO/MIMO-OFDMA环境。仿真表明，该同步方案性能优异，较为逼近Cramer-Rao界，完全满足系统的性能要求，并具有较好的鲁棒性。