海洋不仅蕴含丰富的资源,而且极具战略价值,作为海洋通信的有效方式,高速可靠的水声通信受到各国的广泛重视。由于海洋环境复杂多变,信道衰落严重影响了通信的质量,准确的信道估计算法有助于接收端信号的正确恢复,基于压缩感知的信道估计算法由于能够快速有效地估计出水声信道的状态信息成为研究热点。本文采用MIMO-OFDM技术搭建系统仿真模型,对压缩感知信道估计算法进行仿真研究。论文的主要工作包含以下方面:首先,研究了水声信道的主要特征,并分析了这些特征对水声通信造成的影响;基于大尺度效应和小尺度效应建立水声信道模型,为后续仿真实验做好铺垫。其次,分析了MIMO技术和OFDM技术在水声环境下的优缺点,搭建了水声MIMO-OFDM仿真系统,研究了时空分组码、调制技术和信道编码技术对MIMO-OFDM系统的影响,通过仿真对比给出其误码率性能。然后,介绍了压缩感知理论及其在信道估计中的应用,基于贪婪算法中的追踪类算法进行信道估计研究。在MIMO-OFDM系统中分析并仿真了常用的匹配追踪类算法,验证了它们的信道估计效果。最后,针对稀疏度已知和未知两种情况,提出基于ROMP和SAMP的改进算法,仿真实验表明,改进算法能够提高信号处理效率并增加系统性能,具有一定的参考和实践价值。