随着移动通信技术的迅猛发展，人们对于移动通信的需求也越来越大。日益增长的需求驱动了提升系统性能的算法、编码、通信协议等一系列技术的开发。然而，对于许多常见的多用户通信场景，我们仍然不知道其系统容量。相对于单用户通信场景，多用户通信场景的研究非常困难。与单用户通信场景不同，多用户场景下，用户之间的信号会互相干扰。用户之间可以合作、可以竞争。这给研究分析带来了实质性的困难。Claude Shannon发展起来的经典信息论，已经把单用户通信场景下的信道容量刻画出来。但对于多用户场景，网络信息论的发展远没有达到令人满意的程度。对于许多常见的通信网络，目前学术界都无法给出容量刻画。已有研究者对一些简单的多用户通信场景进行了研究。基于他们的工作，本文研究了在不同的信道信息假设下的MIMO广播信道的自由度区域。具体而言，本文主要研究了如下两方面内容：　　本文研究了发射机具有混合信道信息的MIMO广播信道自由度区域。我们首先给出了该MIMO广播信道的自由度区域外界。针对该外界，我们根据天线数目的不同，将内界分为了四种情况进行讨论。针对每一种天线数目配置，我们给出了相应的传输方案。我们的方案从空间、时间、以及功率三个维度进行联合设计，使得能尽可能多地向每个接收机发射数据流，并且尽量减少对另一个接收机的干扰。具体地，我们提出发射机利用估计的信道信息，进行合理的功率分配，并选择合适的预编码矢量进行迫零发射。此外，发射机利用延时的信道信息，在时域上进行干扰对齐。我们所给出的传输方案获得的自由度区域，优于已有的研究文献中的结果。　　此外，本文还研究了非相干MIMO广播自由度区域。我们首先给出了该信道的自由度区域外界。然后利用一个简单的例子，说明如何在非相干的信道中进行通信。我们提出了一种新颖的传输方案。该方案利用将两个接收机的信号矩阵相乘的方法，达到了广义的干扰对齐效果，从而获得了优于时分复用的自由度区域。具体而言，我们创造性地提出，将接收机端不确定的信道矩阵视为干扰，将一个接收机的信号矩阵和信道矩阵的乘积视为另一个接收机的等效信道矩阵，从而实现广义干扰对齐。我们不仅给出了该传输方案，还给出了该方案的几何解释。即，我们提出的方案从几何上看，是Grassmann流形上的叠加编码。