随着无线通信越来越深入人们的生活，用户对数据速率和服务质量提出了越来越高的要求。由于OFDM技术能够有效抵抗频率选择性衰落和窄带干扰，且频谱效率高，在现代通信中越来越受到重视。MIMO技术能增大系统容量，提高数据速率和数据传输质量，是无线通信中的一项关键技术。因此，OFDM技术和MIMO技术的结合可以提供更大的覆盖范围，更好的传输质量，更大的数据速率和更高的频谱效率。但是OFDM系统对时间和频率同步误差很敏感，特别是频率同步误差，精确的频率同步是OFDM系统正常工作的前提。 本论文分析了无线信道模型，回顾了OFDM技术基本原理和收、发机的基本结构，并系统地总结了载波频率偏差(CFO)对OFDM系统的影响。OFDM系统各子信道带宽较小，各个子载波之间利用正交性来区分，所以精确的载波频率同步对于OFDM系统来说至关重要。本论文重点研究了SISO-OFDM系统和MIMO-OFDM系统的载波同步问题。 论文首先对单天线OFDM系统中载波同步问题进行了研究。分析了几种典型的频率同步算法，并通过仿真分析比较了各自的估计性能。在此基础上，论文给出了一种适用于分组突发式SISO-OFDM系统的载波同步实现方案及相应的帧头设计，并对其性能进行了评估。仿真结果表明，本论文设计的载波同步算法能很好地估计出载波频偏，估计误差对系统性能影响不大。 基于对单天线OFDM系统的载波同步的研究，论文重点研究了MIMO-OFDM系统中的载波同步问题。论文第四章，首先介绍了MIMO-OFDM的系统模型，并分析了CFO对MIMO-OFDM系统的影响。通过分析三种典型的MIMO-OFDM频率同步实现方案：Mody的方法、Z&S的方法和YaoYao的方法，论文总结了MIMO-OFDM系统中用于同步的训练序列的设计准则。并在此基础上，结合3种算法的优缺点，设计了一种用于B3G-TDDMIMO系统的可行的下行载波同步方案和相应的前导结构。在该方案中，频率粗同步和细同步均在时域完成，且同步训练序列只需要一个OFDM符号，提高了系统传输效率。仿真结果表明，本文采用的载波同步方案在AWGN信道和COST207信道下均能有效地估计载波频率偏差。