WiMAX技术基于IEEE802.16协议标准，能够提供更高速率、更大覆盖范围的点对多点的宽带无线接入。其中，IEEE802.16d标准对WiMAX无线带宽接入系统空中接口的媒体接入控制层和物理层作出明确规定，本文研究的主要内容为IEEE802.16d标准中的Ranging机制及其关键技术。IEEE802.16d标准虽然定义了Ranging机制和Ranging过程中需要调整的参数，但Ranging参数调整的条件、时机等一系列具体内容由协议实现方或者设备制造商实现。
　　Ranging机制又称测距机制或者校准过程，主要用来确保用户站和基站之间的通信链路质量。文章通过系统地研究Ranging机制，确定Ranging机制运用的关键算法自适应调制编码算法和上行链路帧同步算法，并在现有算法基础上，提出了改进的自适应调制编码算法和上行链路帧同步算法，最后通过富士通MB87M3550WiMAX基带芯片开发板上验证了Ranging过程。
　　自适应调制编码算法的功能是:在信道状况较好时，采用较高阶的调制方式和较高速率的信道编码，以提高系统的吞吐量性能;在信道状况较差时，采用较低阶的调制方式和较低速率的信道编码，以保证每次数据传输的质量。通过研究在不同信道质量状况下，各种调制方式和编码模式对系统吞吐量性能的影响，提出了一种结合前向纠错编码和选择性自动重传请求机制的固定阔值自适应调制编码算法，依据吞吐量最大化切换准则来选择合适的调制编码模式。通过OPNET网络仿真软件搭建WiMAX网络并仿真各种调制编码模式下的系统吞吐量，以获得最佳切换参考门限值。
　　Ranging机制要求调整用户站的时偏以保证与基站的帧同步，只有当用户站和基站的MAC帧实现同步后，用户数据才能被正确接收和解调。根据IEEE802.16d协议规定的OFDMTDD模式下帧结构特点，提出一种改进的上行链路帧同步算法。该算法基本思想是通过对长前导加扰，将帧同步过程划分为帧粗同步和I帧细同步两个步骤，不但保留了经典算法低复杂度的特点，而且新算法中对帧起始位的两次捕获过程克服了原有算法在实际应用中产生的帧起始位捕获难的缺点。同样该算法也适用于下行链路帧的同步。通过MATLAB仿真软件验证，该算法在多径失真信道下能够获得较精确的定时同步。