正交频分复用(OFDM)技术能有效对抗多径衰落并有较高的频谱利用率,多输入多输出(MIMO)技术能够大幅度的提高系统的吞吐量,因此OFDM和MIMO技术成为下一代移动通信的关键技术。但是OFDM系统和MIMO-OFDM系统对时间同步和频率同步的误差都很敏感,同步误差可能会对系统的性能造成很大的影响。因此准确的时间同步和频率同步是MIMO-OFDM系统能正常工作的前提,本文针对MIMO-OFDM系统的同步问题经行了深入的研究。首先,本文介绍了OFDM技术、MIMO技术的基本原理,构建了MIMO-OFDM系统的模型。分析了时间同步误差和频率同步误差对系统性能的影响,通过仿真分析了同步误差对系统信噪比的影响。其次,本文研究了OFDM系统和MIMO-OFDM系统中现有的同步算法,重点研究了基于数据辅助的同步算法。为了得到好的时间同步性能本文采用了联合Schmidl&Cox算法和Park算法的时间同步方案,该方案采用Schmidl&Cox算法实现帧同步,采用Park算法实现符号同步,结合两种算法可以实现精确的时间同步。仿真表明该时间同步方案的定时性能相较于Schmidl&Cox算法的确有所提高。最后,本文基于联合的时间同步,给出了一个适合于集中式MIMO-OFDM系统的同步方案,并通过USRP平台实现了一个2×2的MIMO-OFDM系统,验证了该同步方案的确具有较好的同步性能。