随着社会经济的发展,人们对无线通信的需求特别是多媒体无线通信的需求日益扩大,但是无线信道恶劣的传输环境限制了数据传输速率的提高。为了克服恶劣的无线通信传输环境,人们提出了虚拟MIMO-OFDM技术,此项技术不仅具有MIMO-OFDM技术的优点,既可以大幅度提高系统的容量和传输速率,又可以有效的抵抗多径衰落;同时,也克服了手持终端难以集成多根天线的物理限制。人们对MIMO和OFDM技术的研究已经相对比较成熟,并且已经在实际系统中得到了广泛的应用,但是虚拟MIMO-OFDM技术因其系统实现过程中的独特要求,还有很多问题需要解决。其中,虚拟MIMO-OFDM系统中的协同同步问题就是首先要解决的问题之一,本文主要针对上述问题做了如下研究:1、研究了虚拟MIMO-OFDM系统在MAC层的协同同步技术,针对系统在实际实现中对协同通信的要求,提出了基于IEEE 802.11a协议改进的TDMA-DCF和DCF-DCF协议,并给出了这两个协议时延性能的数值仿真。2、对虚拟MIMO-OFDM系统中的频率同步技术进行了相关研究,针对虚拟MIMO-OFDM信号中包含着多个频偏的情况,给出了一种在短训练序列中利用MUSIC算法进行多个频偏的估计方法,通过仿真证明,此方法可以准确估计出虚拟MIMO-OFDM信号中存在的多个频偏。3、针对虚拟MIMO-OFDM信号中存在着多个频偏且不易补偿的问题,本文首先利用协作通信的特点,提出了一种在发射端进行频偏预补偿的方法。然后,利用OFDM信号的特点,提出了一种基于虚拟子载波实现频偏补偿的方法,并对该方法进行了数学推导以及性能仿真。