未来无线通信要求高达100Mbps甚至更高的数据传输速率,以满足各种多媒体业务的需求。要实现这一目标,存在两个最严峻的挑战:多径衰落信道和带宽效率。正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术可以消除多径信道所产生的码间干扰,极大地降低了高速数据传输时接收端均衡器的复杂度。多输入多输出MIMO(Multi-Input Multi-Output)技术,可以在不增加系统带宽的情况下极大地提高系统容量。MIMO-OFDM技术融合了MIMO和OFDM技术的优点,己被认为是第四代移动通信最有可能的技术方案,已经开始被标准化组织所采用。本文对快速移动环境下MIMO-OFDM关键技术进行了研究,重点研究其编码技术、同步技术和信道估计技术,然后分三个章节对MIMO-OFDM系统的关键技术进行了深入研究。首先,在快速移动环境下采用了一种新的差分空时分组码的编译码方法,并相应做了仿真,得出这种编码方法更适合高速移动、信道衰落快速变化的环境;同步算法上采用了新的适用于MIMO-OFDM系统的时间、频率同步算法,该算法考虑了各发射天线到达时延各不相同的情况,可适用于分布式MIMO系统;最后根据最小MSE原则,推导出一种基于MIMO-OFDM多发射天线优化的导频设置策略,与这种导频设置策略相结合,获取了一种更为健壮的频域分集时域合并FDTC(Frequency domain Diversity Time domain Combining)的信道估计处理算法,大大提高了信道估计精度,最后利用System View通信仿真软件对算法的有效性和可行性进行了全面地分析与比较。