多入多出(MIMO)技术被认为是现代通信技术中的重大突破之一,是无线通信领域的研究热点。MIMO技术能够提高信道容量,实现高数据速率传输,有效对抗无线信道衰落的影响。MIMO技术作为下一代宽带无线通信的框架技术,是实现充分利用空间资源以提高频率利用率的一个必然途径,基于MIMO的无线通信理论和传输技术显示了巨大的潜力和发展前景。本文对MIMO无线传输信道的建模进行了分析,给出MIMO信道的统计模型。介绍了遗传算法的基本概念、原理和特点,研究了本文采用的遗传算法程序。详细分析了空域相关性对MIMO容量的影响。在此基础上,分别建立直线阵与圆阵容量表达式的优化目标函数,在天线阵总长度受限的约束条件下,基于遗传算法,编制优化程序,对天线阵结构进行优化。还分析了在受限的圆形区域约束条件下,考虑天线的空域相关性影响,构造基于信道容量模型的优化目标函数,对阵元的结构进行优化。本文最后对MIMO互耦进行了分析,重点分析了互耦对阵元相关性的影响,从而对MIMO传输信道性能的影响。天线阵元互耦对信号的影响,以及天线阵元互耦时结构的优化。在考虑互耦的影响下,提出一种基于遗传算法计算天线阵阻抗矩阵的优化方法,所求的阻抗值可以为后续的天线结构设计提供数据。仿真结果表明,在天线阵总长度受限下,仅以阵元间距离为变量时,四元线阵中间的两个天线相对靠近时结构最优;四元圆阵则呈现蝴蝶结形分布于圆周上时结构最优。对于受限的圆形区域中,四元天线阵呈菱形分布在以圆心为中心的1.5个波长的范围内结构最优。