无线MIMO(multiple-input multiple-output)技术是实现未来高速宽带无线接入网的关键技术之一,在第三代及第四代移动通信系统中有着广泛的应用前景。相对于单入单出系统,MIMO技术不仅有效地提高了信道容量,并且极大改善了无线通信的服务质量,从而解决了无线通信中持续增长需求和有限频谱资源之间的矛盾。闭环MIMO系统是指通过反馈链路将与信道相关的信息传输至发射端,由发射端根据信道状态自适应地改变发射方案,达到提高系统性能的目的。相对于开环系统,闭环系统可以有效增加传输速率及改善系统可靠性。然而,由于无线信道的时变性、反馈链路的可靠性及信道信息的估计准确性等因素,发射端并不能获得完全理想的信道状态信息。本文正是基于这一点研究了非理想反馈下闭环MIMO系统的相关技术,取得了一些研究成果。本文的研究主要基于三种系统架构,内容包括:(1)单用户MIMO系统提出了非理想反馈下结合准正交空时编码(QOSTBC)的MIMO系统中预编码矩阵设计算法。信道模型考虑了任意均值且发射端天线相关的情况;考虑了反馈时延带来的影响;利用最小本征值近似将准正交简化为正交空时编码下的设计,保证了系统的最小编码增益。通过仿真验证了算法的有效性和鲁棒性。(2)单用户MIMO OFDM系统提出了均值反馈下联合自适应比特功率加载及多维波束传输的MIMO OFDM系统方案。系统以最大化传输率作为设计目标,结合准正交空时编码的全分集全速率特性,有效利用多维波束提高系统的传输速率;在自适应比特功率加载中应用了对分(bi-section)算法,在保证系统性能的同时有效降低算法复杂度;通过仿真比较了正交空时编码和准正交空时编码结合多维波束的性能;比较了贪婪算法和对分算法的性能及计算复杂度。提出了限速率反馈下MIMO OFDM系统的分离自适应算法。为了降低计算复杂度,在接收端对波束矢量与比特加载实现分离自适应设计并反馈量化后的信息;对于子载波数比较大的情况,为了有效降低反馈比特数,利用了修正的球形插补算法;仿真验证了算法可以在低反馈比特下保证系统性能。(3)多用户MIMO系统分析了非理想反馈对多用户MIMO系统性能的影响。信道模型为准静态平坦Rayleigh衰落,在考虑信道估计误差和反馈时延的情况下,推导了多用户MIMO系统的中断容量和平均误比特率的解析表达式,系统采用了发射端天线选择及接收端最大比合并的传输体制。通过仿真验证了非理想因素、多用户分集和系统配置对性能的影响。将上述分析拓展到Nakagami-m衰落信道情况。信道模型为Nakagami-m分布,发射端已知理想信道信息,推导了基于TAS/MRC的多用户多天线系统中断概率和平均误比特率解析表达式;通过仿真验证了衰落指数、多用户分集及天线配置对系统性能的影响。基于以上的分析,同时考虑到用户公平性和多用户反馈信息量大的情况,提出了限速率反馈下保证用户公平性及鲁棒性的多用户多天线系统调度方案。通过只允许资格用户反馈信息进一步降低了反馈比特数,并且这种方式可以有效对抗反馈链路误差;为了有效保证用户间的公平性,提出一种修正的性能准则实现用户及天线调度;为了提高调度方案的鲁棒性,在阈值计算中引入了非理想因素—信道估计误差;通过仿真验证了所提算法能够在确保系统性能的同时保证用户的公平性调度。