为了适应宽带无线接入技术的快速发展,为之提供一个全球统一的标准,美国电气和电子工程师协会(IEEE)制定了IEEE802.16系列标准,这个新一代无线城域网(WMAN)标准规定了2-66GHz频段上的无线接入空中接口规范。本文主要关注WMAN-OFDM协议,其物理层采用正交频分复用(OFDM)调制。OFDM技术具有频谱利用率高,抗频率选择性衰落能力强等优点,但对定时和载波频率偏差敏感,同步误差引起的子信道干扰(ICI)和符号间干扰(ISI),会严重影响系统性能。本课题主要结合IEEE802.16标准,对OFDM系统定时和载波频率同步技术进行研究。首先本文介绍了无线城域网IEEE802.16标准及WMAN-OFDM物理层技术,对标准下的无线信道特征进行了详细分析。在OFDM系统原理进行介绍的基础上,本文给出了OFDM系统模型,并对OFDM同步技术进行深入研究,分析了定时同步偏差及载波同步偏差对OFDM系统性能的影响,结合IEEE802.16标准给出了四种OFDM经典定时和载波频率同步算法。其次,论文提出了适用于不同同步阶段的两种定时同步改进算法：自相关差分算法和双峰值平均算法。针对改进算法和经典算法进行计算机仿真,结果表明：本文提出的两种改进算法在AWGN及SUI-3信道下性能均优于经典算法。最后,本文提出了一套适于IEEE802.16OFDM系统的联合定时和载波频率同步方案,采取粗帧定时、小数倍频偏估计、整数倍频偏估计、精定时四个步骤完成同步。通过理论分析和仿真,验证了该方案同步性能达到标准要求,是一种可应用于IEEE802.16标准的OFDM联合时频同步方案。