随着人们对宽带无线通信需求的不断增加,宽带无线通信向更高速率、更大的覆盖范围、更好的移动性方向发展。IEEE802.16技术的出现正好满足了人们对于无线Internet的需求,如果说无线局域网技术解决了“最后一百米”的接入问题,那么IEEE802.16技术则是“最后一公里”接入的最佳解决方案。IEEE802.16技术主要包含IEEE802.16d和IEEE802.16e两大标准。IEEE802.16d物理层分成四种结构:SC PHY、SCA PHY、OFDM PHY和OFDMA PHY。本文主要对单载波系统的定时误差估计(无数据辅助平方法)和定时恢复(前馈插值滤波器)算法进行了研究,并针对IEEE802.16d标准接收数据的特点,设计了改进的插值滤波器。另外本文针对IEEE802.16d单载波系统和OFDM系统的帧同步和载波频率同步、相位同步算法做了大量的研究,针对IEEE802.16d单载波系统和OFDM系统的数据帧结构提出了一套完整的同步方案,并已通过计算机仿真。FPGA具有设计时间短、投资少、风险小的特点,而且可以反复修改,反复编程,具有其他方式无可比拟的方便性和灵活性,能够加速数字系统的研发速度。本文在算法研究的基础上,在FPGA芯片上完成了定时误差估计和定时恢复算法的实现,完成了模块测试和系统调试,证明了算法的稳定性和可行性。