随着宽带无线通信技术的不断发展和广泛应用，人们对无线数据传输和多媒体的需求越来越高，在这样的环境下，多输入多输出技术(MIMO)和正交频分复用技术(OFDM)成为研究的热点。MIMO技术具有频带利用率高的特点，该技术不仅能在有限的频带上实现高速率的信息传输，而且还能够改善无线通信系统的性能。另一方面，OFDM可以有效对抗多径时延扩展及频谱利用率高而成为宽带无线接入系统物理层的重要组成技术。OFDM正被越来越广泛的应用于数字音频广播(DAB)、高清晰度数字电视(HDTV)和无线局域网(WLAN)。因此将这两种技术相结合，实现高容量，高稳定性的宽带无线通信系统就成为了下一代通信系统的实现目标。本文在MIMO技术和OFDM技术的相关研究基础之上，研究了两种技术结合建立的MIMO-OFDM系统的关键技术，对其中的同步技术、信道估计技术和自适应调制技术进行深入的分析，研究其在不同应用环境中的对应算法，并对其进行了详尽的仿真。本文的章节内容安排如下：第一章介绍了MIMO技术和OFDM技术各自的历史和发展过程，讨论各自的优缺点，并论证了其结合的可能性。第二章详细讨论M1MO-OFDM系统在不同应用环境下的同步算法。以使用数据的不同进行分类讨论并给出了详细的理论分析。随后根据其不同的特点进行了仿真分析，比较了不同算法的优缺点。第三章详细讨论MIMO-OFDM系统在不同应用环境下的信道估计算法。针对MIMO-OFDM系统的难点——双选择性信道进行了详细讨论。根据信道变化和复杂度影响对各种算法进行理论分析，并相应给出最优化设计。随后在不同的环境下进行仿真分析，比较它们的优缺点。第四章讨论了MIMO-OFDM的其它一些关键技术，以实例的形式讨论了空时编解码算法并给出了实现方法，同时以单天线OFDM为切入点讨论了多天线情况下的自适应调制技术。最后在回顾本文主要工作的基础之上，针对现有方案中存在的不足之处，结合实际系统中可能遇到的问题，探讨今后的改进方法。