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MIMO和OFDM的结合是未来宽带无线通信系统中一种很有前景的技术。它能够大幅度地提高无线通信系统的信道容量和传输速率，是4G移动通信的主要技术之一。同步是影响MIMO-OFDM系统性能的关键因素，本文针对集中式MIMO-OFDM系统和分布式MIMO-OFDM系统中的定时同步和频率同步的问题进行了研究，主要内容包括: 论述了MIMO和OFDM的系统原理，阐述了OFDM的调制解调机制。在此基础上分析了MIMO-OFDM系统的原理，给出了MIMO-OFDM的系统模型。分别讨论了集中式MIMO-OFDM系统和分布式MIMO-OFDM系统的同步误差的产生，分析了它们对OFDM及MIMO-OFDM系统性能的影响。研究了SISO-OFDM系统中的定时和频率同步方法，讨论了几种经典的SISO-OFDM系统中的同步方法，并对它们的同步性能进行了分析。 在对集中式MIMO-OFDM系统盲同步算法的研究中，分析了LS（最小二乘）算法在集中式MIMO-OFDM系统中的应用。针对LS算法精确度不高的问题，提出了一种新的基于MMSE（最小均方误差）算法的频率同步方法。利用接收到的信号，在MMSE算法准则下运算，得到了系统的频率误差。对MMSE算法和LS算法的同步性能和算法复杂度进行了比较。仿真结果表明，在同样的信噪比下，MMSE算法能得到比LS算法更好的误码率和均方误差性能。在算法复杂度方面，MMSE算法比LS算法的复杂度高。考虑到系统的频率偏移与子载波间距离有关，因此选择合适的子载波间隔可以在MMSE算法的性能和复杂度之间找到一个折中。 针对分布式MIMO-OFDM系统的同步问题，主要研究了基于训练序列的同步方法。提出了一种基于训练序列的定时和频率同步方法，设计了一组新的训练序列。由于训练序列具有理想的非周期自相关性和理想的周期自相关性，通过对训练序列进行一些相关运算，再利用接收信号中含有的CP（循环前缀）信息，能够估计出多个时间偏移和单个频率偏移。仿真结果表明，新提出的方法在误码率和均方误差方面表现出了很好的性能。