随着煤矿井下安全生产和灾后救援的需求日益增长,无线通信系统在井下的应用方兴未艾。但是,煤矿井下环境复杂,巷道随着开采不断拓展和变化,不同巷道壁材质、结构、形状各异、是一个异质、可变、存在粉尘、特殊气体等的复杂受限空间,电磁波传输受到巷道结构、岩体、设备机车、粉尘、特殊气体等的折射和散射、吸附、大功率设备的电磁干扰等影响,使得无线信号衰落复杂。而MIMO技术具有抵抗多径衰落、提高信道容量等优点,因此本文采用MIMO技术来抵抗井下严重的多径衰落。本文首先分析了现有矿井无线通信系统和矿井无线通信环境,在此基础上建立矿井巷道环境下MIMO信道的三维GBDB模型,推导了该模型的空时相关函数,经仿真实验表明相关性严重影响信道容量。而天线选择能够减小天线单元间的相关性从而增加了信道容量,在这部分中介绍了最优选择算法、递增、递减选择算法的核心思想及其优缺点。在此基础上结合了以前学者“一次选两根天线”的优点并对其改进,改进后的算法避免了计算容量过程中矩阵求逆的复杂运算,结合计算机仿真证明,此算法在性能变化不大的基础上,大幅度地减少了计算量。最后,针对矿井巷道的特殊环境以及无线通信问题,采用分布式MIMO天线系统,在信道状态未知的情况下,提出一种基于多波模模型新的功率分配方案,仿真结果表明,采用这种方案可以显著提高矿井巷道的下行容量。