随着因特网的飞速发展，各种宽带接入技术开始涌现。以ADSL为代表的有线接入技术发展最为迅速，ADSL已经成为家庭用户宽带接入的主要手段。宽带无线接入技术虽然没有像ADSL技术那样成为主流的接入手段，但是由于它自身的优点，在整个宽带市场也占据了一席之地，网路规模逐年扩张。 2004年宽带无线接入领域极具影响力的一件事情就是IEEE 802.16d标准的发布。IEEE802.16d作为定位于固定的宽带无线接入城域网标准，融合很多物理层和媒体介入层的新技术，在系统容量和传输距离方面比无线局域网系统更有竞争优势。IEEE 802.16d物理层采用OFDM作为主要的调制方法。跟其他基于OFDM的无线系统一样，IEEE 802.16d系统在设计中面临定时同步、频率同步和信道估计的问题。本文主要针对这三个问题开展讨论。 首先，论文对IEEE 802.16d进行概述性描述，从标准的诞生背景、应用定位、体系结构和技术特点作简单介绍，然后对标准的物理层规范进行较为详细的分析。接着针对系统的定时同步、频偏估计和信道估计算法进行研究。 在定时同步方面，分析了时间同步偏差对OFDM系统的影响，接着列举了几种较为实用的定时同步估计算法。针对802.16d系统的特点，在分析了Schmidl的定时同步算法和自相关互相关联合估计算法后，提出一种新的定时同步的算法。这种新的算法具有很高的灵敏度，在小于-15dB的信噪比下仍能良好工作，而且峰值稳定可预测。 在频偏估计方面，分析了载波频偏对OFDM系统的影响，研究了几种较实用的频偏估计算法。对于小数频偏估计，使用两个前导符号联合估计，有效地减低噪声的影响；对于整数频偏估计，分析了一种基于序列自相关的算法，并将该算法推广应用到频率选择性信道中；对于频偏跟踪，通过使用符号内的8个导频跟踪相位偏移，有效的减少星座的旋转，仿真表明该算法与无频偏系统性能接近。 在信道估计方面，分类研究了基于导频的信道估计方法，对频域LS算法、MMSE算法、时域LS算法和新的基于时域自相关的算法进行仿真，仿真结果表明由于前导中导频较多，四种算法的性能差别不是很大。新的基于时域自相关的算法具有与MMSE算法相当的性能，而且对信道特性不敏感，复杂度较MMSE算法低。