WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)，即全球微波接入互操作性的简称，是一项针对微波和毫米波段提出的新型无线城域网宽带空中接口标准。2007年10月，其作为一项3G的重要候选技术被国际电信联盟(InternationalTelecommunications Union，ITU)所接纳，从而在一定程度上解决了困扰该技术发展已久的频段问题。WiMAX的基带算法研究与原型机设计是目前已被广泛关注的研究热点，其不仅可以为我国无线城域网技术的快速发展提供坚实的理论基础，更可为分组通信无线接收机芯片的设计做出良好的铺垫。本论文以此为题进行了深入研究，主要研究内容与贡献包括：　　 1.研究了WiMAX系统的时、频同步算法，重点对其频域同步中的小数倍频偏估计、整数倍频偏估计、采样定时偏差估计和残余频偏估计进行了研究，并针对IEEE802.16-2004 OFDM系统和IEEE802.16e-2005 OFDMA系统的导频结构完成了各自的算法选型与系统设计。　　 2.结合IEEE802.16-2004 OFDM系统及IEEE802.16e-2005 OFDMA系统的频域导频结构提出了利用双滑动窗检测及频偏、小区联合搜索的整数倍频偏估计方法，并通过推导得出整数倍频偏步长可能非连续的特性，从算法角度减少了估算工作量和系统功耗。　　 3.利用IEEE802.16-2004 OFDM系统及IEEE802.16e-2005 OFDMA系统中的离散导频结构，设计并推导出三种采样定时偏差估计和残余频偏估计方法，通过抛弃低频子载波及利用信道衰落因子对角度信息加权的方法提高系统的估计性能。　　 4.根据IEEE802.16-2004 OFDM系统及IEEE802.16e-2005 OFDMA系统中FFT的不同要求，为其量身定做了两款FFT/IFFI计算单元。期间采用了对称乒乓的存储器结构，并提出了一种新颖的蝶形单元分支硬件结构。　　 5.结合IEEE802.16-2004及IEEE802.16e-2005协议要求，提出了两种通信系统无线收发原型机基带处理部分的系统结构，为进一步研究WiMAX系统设计提供了一定的参考依据。