电力线通信(Power Line Communication,PLC)技术在不需额外布线的前提下,可利用现有的电力基础设施提供高速、便利的通信服务。随着新一代数据业务对高速率,高可靠性传输的追求,多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)电力线通信目前已成为研究热点。而预编码技术是改善MIMO系统性能的重要途径之一。因此,本文立足于MIMO-PLC系统,对基于码本和非码本的线性预编码技术进行深入探讨,提出了若干项预编码优化方案以实现更优的系统性能和更强的抗干扰能力。本文首先介绍了电力线MIMO系统基本原理和信道特性,之后对若干种非码本预编码技术进行了原理分析和仿真对比,结果表明均匀信道分解(Uniform Channel Decomposition,UCD)预编码算法具有更优的误码率性能。在此基础上,针对UCD预编码复杂度较高的问题,引入双边雅克比变换实现UCD中等效的奇异值分解运算,可在保证系统性能的同时有效降低UCD方案的复杂度。其次,针对基于码本的预编码方案,其系统性能与反馈开销相互制约的问题,本文给出了一种结合新的功率分配方案的有限反馈预编码算法,较传统功率分配方案可获得2dB的性能增益。在此基础上,利用相邻子载波的相关性,引入两种基于分簇和插值的反馈减小预编码算法,可在较小性能损失情况下降低反馈开销。然后,为了进一步增大接收端相邻星座点之间的欧式距离,引入一种联合功率分配和相位旋转的正交空间复用(Orthogonal Spatial Multiplexing,OSM)预编码算法。该算法首先利用分割法简化参数设计过程,然后基于最大化最小欧式距离准则确定最优预编码的相关参数,最后利用OSM结构降低了最大似然检测复杂度。仿真表明该方案的误比特率性能比OSM功率分配预编码提升了1.2dB左右。最后,通过系统仿真比较了非码本和码本预编码算法的优劣,给出了误码率性能较好的PLC预编码最终解决方案。针对恶劣噪声环境下,将时频联合噪声消除算法与所选预编码方案相结合,可进一步提高系统的抗干扰性能。