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第三代移动通信技术的蓬勃发展推动了移动数据业务和移动互联网应用的发展，而移动互联网又对移动带宽提出了更高的要求，这进一步推动了LTE技术与产业的发展。但是，现有LTE技术面临以下几个难题：(1)现有虚拟MIMO配对算法，主要考虑终端单天线的场景，当用户终端配备多天线时，未利用到用户多天线资源；(2)为了达到移动互联网对移动带宽提出的更高要求，更多用户组成虚拟MIMO时，现有的SINR估计算法复杂度过高，需要找到复杂度低的SINR估计方法；(3)现有LTE上行链路检测方法为频域MMSE与Turbo软干扰抵消相结合的方式，性能有限，需要寻找性能更好的检测方法。本文对上行链路虚拟MIMO的波束赋形算法、SINR估计算法和LTE上行链路的均衡与检测的技术现状进行了调研，针对现有技术存在的问题做了探索性的研究，具体研究内容包括以下三个方面。第一，提出一种最大信干噪比准则的虚拟MIMO波束赋形算法。该算法的基本思想是：对于第一层调度用户波束赋形把能量集中于信道的最强特征方向，对于配对用户波束赋形把能量集中于信道的最强特征方向以及干扰的最弱特征方向。针对LTE上行链路虚拟MIMO，终端配备多根天线的场景，该算法利用虚拟MIMO终端的多天线资源。在LTE上行，SCME信道，每个小区20个用户，两用户配对虚拟MIMO条件下，与SU-MIMO方案相比小区平均吞吐量提升11%。第二，提出低复杂度的信干噪比估计方法和映射方法。针对MMSE接收机下多用户配对后子载波信干噪比估计复杂度过高的问题，递推算法根据矩阵的赫米特特性，利用矩阵求逆引理，降低复杂度；近似算法利用对角占优矩阵的行列式近似算法，降低复杂度。SC-FDMA等效信干噪比计算需要大量除法，本文提出近似算法利用重要不等式，回避除法运算，降低复杂度。在4用户配对虚拟MIMO，基站4天线和8天线条件下，子载波信干噪比递推算法较现有算法复杂度降低59.97%和50.65%，近似算法复杂度降低73.79%和61.99%。第三，对现有的SSFE算法进行了改进，提出MSSFE算法；针对LTE上行链路，提出两种时频双域均衡接收机方案。其基本思想是：对于弱干扰通过频域MMSE进行抑制，对于虚拟MIMO多用户间的强干扰在时域进行联合检测。在4发4收MIMO-OFDM系统，16QAM调制，参数m=[1,2,4,8]时，MSSFE较SSFE性能提升3dB。在扩展行人模型信道，5个资源块时，本文所提的MMSE+SD方案和MMSE+SDE方案首次检测较MMSE性能分别提升2.5dB和1dB，在Turbo PIC三次迭代后，MMSE+SD方案和MMSE+SDE方案较现有MMSE+PIC方案性能分别提升2dB和1dB。本文研究了LTE上行系统虚拟MIMO场景下波束赋形算法、低复杂度SINR估计方法、多用户检测方法。最大信干噪比准则的虚拟MIMO波束赋形算法可应用在上行虚拟MIMO终端配备多根天线的场景，利用终端的多天线资源；本文提出的SINR估计方法降低了计算复杂度，可应用于采用虚拟MIMO的系统中；本文针对SC-FDMA系统提出的时频双域接收机方案，提高了检测性能，可应用于LTE、LTE-A系统和其他采用SC-FDMA技术的通信系统中。