信道带宽窄，强多途干扰一直是水下信息可靠高速传输的主要障碍。正交频分复用(OFDM)既有较高的频谱利用率，又具有良好的抗多径衰落性能。多输入多输出(MIMO)技术能够增加频谱效率，提高系统的传输速率。但是对于频率选择性深衰落，MIMO系统依然无能为力。将OFDM和MIMO两种技术结合，能达到两种效果：实现很高的传输速率；通过分集实现很强的可靠性。本文的研究工作包括OFDM和MIMO-OFDM两部分。 关于OFDM的工作主要有以下几个方面： 1.针对峰值平均功率比(PAPR)问题，提出结合加扰和峰值加窗方法。 2.针对同步问题，给出时域同步，频域同步的不同算法，进行仿真。 3.针对信道估计问题，给出各种基于导频方案时的信道估计方法，如LS、线性内插、高斯内插、Cubic内插、拉格朗日内插、基于变换域的插值算法，进行仿真。 4.针对载波频偏问题，又提出一种载波频偏的自抵消方案及其信道估计方法。并仿真了该通信系统。 5.进行松花湖试验。 关于MIMO-OFDM的工作主要有以下几个方面： 1.针对编码技术，研究了空时分组码(STBC)的方案，本文中采用2发2收的STBC-OFDM系统。 2.针对系统同步，给出了基于背靠背的特殊同步信号，在此基础上进行时域粗同步和时域细同步，进行仿真。 3.针对信道估计问题，给出不同于单输入单输出的OFDM系统的导频设计方案，有重叠导频的设计方法，交错导频的设计方法，一种改进的基于DFT的内插算法——迭代DFT内插算法。 本文对OFDM技术进行了深入研究，对MIMO-OFDM技术进行了初步研究。