MIMO-OFDM是近年来比较受关注的调制技术，由于它有传输速率高、频带利用率高、抗多径衰落等优点而被认为是第四代移动通信中的关键技术，但是它对同步非常敏感，如果不能很好的完成同步，会引入码间干扰（ISI）和载波间干扰（ICI），使系统的性能严重恶化。本文主要研究目标就是MIMO-OFDM的同步。首先，介绍了MIMO-OFDM系统的模型、优点、关键技术以及MIMO及OFDM发展现状和OFDM系统的一些经典算法。然后，介绍了两种按网络拓扑结构划分的系统——集中式MIMO-OFDM系统和分布式MIMO-OFDM系统，并对他们的各自的经典算法做了介绍，本文的主要就是以这两种系统为平台，完成工作的。其次，引入了一种经典序列——拥有良好自相关特性和互相相关特性的恒幅零自相关序列(CAZAC序列)，并给出了已有的使用CAZAC序列作为训练序列的经典算法，其中以张建华的WPS算法为最优。最后，给出了本文设计的训练序列——取CAZAC训练序列的前半段和前半段的共轭作为训练序列，并分别对应于集中式和分布式系统构造新的前导序列，给出改进的相应算法。通过仿真表明，改进算法和最优的WPS算法以及其他算法相比，定时同步函数峰值更为尖锐，能精确的确定集中式系统的定时同步点，在分布式情况下也可以较为准确的确定不同天线的定时同步点，算出互时延；同时，频偏估计的MSE值也比WPS算法稍好，因此，可以认为本文改进算法在同步性能上较以前的算法有所提高。