在移动通信系统中，MIMO技术是指利用多发射天线和多接收天线进行无线传输的技术。目前，无线MIMO技术已经被认为是实现高数据速率，高传输质量和高系统容量的未来高速宽带无线Internet接入网的关键技术之一，在第三代((3G)乃至三代以后((B3G)的移动通信系统中有着广阔的应用前景。本文主要对无线MIMO系统的信道模型、信道容量、信道估计和检测算法四个主要方面涉及到的有关理论进行了研究，并通过计算机辅助仿真，得到了用实验结果。本文的主要内容概括如下： 第一章介绍了本文的研究背景和意义，简单回顾了目前无线MIMO技术在研究和应用方面已取得的一些进展。 第二章在分析了移动无线信道特点的基础上，阐述了MIMO信道的特征并建立了数学模型。 第三章着重分析了收发两端的多天线单元之间存在相关性，已知和未知信道的状态信息等因素对MIMO信道容量的影响，给出了有关仿真结果。并对两类特殊的MIMO信道(全1信道和正交信道)的容量进行了特殊的分析，得到了容量的具体计算公式。本章还从多天线的结构和接收分集存在的一些缺点引入了发送分集，为了获得发送分集增益就需要对发送的信号进行相应的处理，这种处理的方式就是空时编码。 第四章研究讨论了空时分层结构中的检测算法。由于最大似然检测在高调制、高信号维数情况下计算复杂度太高，因此带来了应用上的局限性。接下来介绍了线性和非线性两类检测算法，并对不同的检测方案分别进行了性能仿真和比较。由于在接收机检测算法中信道信息起着极其重要的作用，因此本章对于MIMO系统的几种常用的信道估计方法进行了介绍，并分析了MIMO-OFDM系统的信道估计问题及其发展。 最后总结了整篇论文的主要内容，提出学习过程中存在的问题，以及今后工作的方向。