MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，是无线移动通信领域的重大突破。正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种多载波数字调制技术，具有频谱利用率高、抗多径干扰等特点。MIMO-OFDM技术的结合作为无线城域网(WMAN)标准物理层的传输技术，不仅可以高速率、大容量地通信传输，而且有很好的抗噪声和多径的能力。由于其在宽带无线通信领域里的诸多优势，近年来，MIMO-OFDM正成为无线通信研究的一个热点。本文主要研究基于IEEE 802．16的MIMO-OFDM系统原理和部分模块的理论算法，运用信息论理论，详细分析了系统实现的关键技术，包括信道建模和容量分析、空时／频编解码和基于导频的信道估计。本文的研究途径是理论指导实践，实践验证理论，即首先深入学习MIMO-OFDM系统的基础理论，包括多天线无线信道的信道容量、各种空时编译码算法、信道估计理论等，并掌握其在IEEE 802．16a标准中的参数设计；其次，基于以上基础理论，完成信道的仿真建模和信道容量的参数分析，同时对发射分集空时编码和空时频编码技术进行讨论和性能改进的探讨，并研究基于导频的优化导频符号设置算法。本文在对比了各种空时／频算法的基础上，提出了一种无需信道状态信息的盲检测译码算法，改进了一种优化的Alamouti空频分组码编码算法，并通过计算证明该算法能够节省系统模块的运算量；同时研究了导频符号辅助的信道估计算法，并提出了一种基于导频的优化导频符号设置算法，给出了导频图案，通过仿真，比较、分析和验证了算法的性能。