过去的十年当中,对高数据率/高移动性无线通信需求的迅猛增长,在无线信道中实现对多媒体业务(包括语音、数据和图像等)的支持己经成为通信系统发展的必然趋势,需要更高速率、更大容量的无线链路的支持。决定无线链路传输效能的最根本因素在于信道容量,然而单纯以增加带宽、功率的方式来扩展信道容量是不切实际的。因此使人们对分析设计各种多输入多输出(MIMO)通信系统产生了浓厚的兴趣。与单天线相比,多天线信道在丰富的分散射环境中表现出更强大的Shannon容量。多输入多输出(MIMO)技术可以在不增加额外带宽的条件下完成高速无线通信,因此具有良好的发展前景。本文针对MIMO无线通信系统中的若干关键问题进行了研究。详细阐述了对所提出的统计MIMO信道模型进行计算机仿真的问题。首先详细讨论了仿真设计的思路、方法、仿真处理流程和相关衰落系数的产生,然后分别对这些MIMO系统的MIMO信道进行了仿真,验证了所提出的MIMO无线信道模型的正确性,得出了包括信道的衰落特性、空间相关性和信道容量在内的大量仿真结果,并对仿真结果进行了详细的分析和比较。在无线移动通信中广泛使用了分集技术来减小多径衰落的影响,着重研究发射分集技术。空时编码技术就是利用空间和时间上的编码,结合了编码、调制和分集等技术,对抗无线移动信道的多径衰落,提高传输质量、信道的利用率。本文主要研究了三种空时编码技术,并对其性能进行了分析比较。在MIMO检测算法方面,本论文提出了3种新型的检测算法。后两种算法是垂直分层空时结构(V-BLAST)检测算法的两种快速算法,这两种算法在保持性能不变的同时,复杂度低于现有的其它同类算法。随着航运业的发展,制约近岸船舶高速数据通信的问题越来越突出。新一代无线通信技术的出现有望应用到海上通信中解决该技术难题。但是该技术正处于理论研究和实验室测试阶段,还需要一段时间才能得到商业应用,因此对MIMO通信系统的的关键理论技术进行的研究,,特别是对通信系统物理层的研究有着重要的理论和应用价值!