随着水声通信的飞速发展，MIMO-OFDM技术已经成为了研究的重点、热点之一。该项技术将MIMO系统与OFDM技术进行有效的结合。这样，不仅可以提高系统的通信容量还能有效的克服频率选择性衰落。压缩传感技术近年来在水声领域得到了广泛的应用，该技术利用水声信道的稀疏特性，利用少量的导频明显提高了通信质量。本文基于MIMO-OFDM通信系统进行研究，从接收分集和发射分集两个方面研究系统的通信性能。首先研究不同分集合并方式对系统性能的影响，而发射端采用空时分组编码技术。仿真验证在不同调制方式与导频间隔下的性能差异，并进行水池实验，验证算法的可行性。根据水声信道的特点，在译码部分，采用了压缩传感技术。将该技术中的匹配追踪算法(MP)、正交匹配追踪算法(OMP)与传统的最小二乘估计算法(LS)进行仿真对比。从结果中可以看出，压缩传感算法在低信噪比条件下，利用少量的导频信息依然可以实现可靠地通信。算法在水池实验中得到验证。