随着人们对宽带无线通信需求的不断增加，无线宽带通信向更高速率、更大的覆盖范围、更快的移动性方向发展。移动WiMAX(IEEE802.16e)凭借其先进的无线技术和IP网络架构，为人们提供了一个很好的选择。作为下一代通信网中最具有发展潜力的接入技术之一，正受到业界越来越多的关注。论文主要基于IEEE802.16e标准，研究了时间同步、频偏估计和信道估计技术。 首先，论文概述了OFDM系统以及非理想传输信道环境，分析了各种同步误差，包括符号定时同步误差、载波频偏误差和采样频偏误差，对OFDM系统性能的影响，阐述了同步和信道估计技术所针对问题的背景。 其次，基于802.16e系统，论文对下行OFDMA同步算法进行研究，并且在几种经典同步算法的基础上提出改进，主要包括帧检测，细同步算法，分数倍频偏估计以及小区搜索算法。其中对于小区搜索算法，给出了一种基于能量检测的低复杂度算法；对于精同步过程，分析研究了基于前导的共轭对称相关和基于信道冲击相应的定时同步算法；针对分数倍频偏估计，给出了一种适应其非完全对称前导的估计算法；接着，论文研究了其上行测距算法，首先分析了传统的基于16e的OFDMA上行测距方案，然后对其分析，针对传统算法复杂度高的问题加以改进，在性能和复杂度之间取得良好的折衷。 最后，论文研究了系统基于OFDMA的下行信道估计技术，针对其导频样式和特点，比较了各种传统导频信道估计算法在16e环境下的性能和复杂度。在此基础上，提出了一种新的两级级联插值算法，与LS两级级联线性插值算法相比，在没有提高复杂度的前提下，获得了一定的性能增益。