多输入多输出(MIMO)技术广泛应用于各种通信系统中,如3GPP LTE/LTE-A、IEEE802.11和IEEE802.16,它是提高系统吞吐量和频谱效率的关键技术之一。近年来,多用户MIMO(MU-MIMO)技术逐渐成为研究热点。MU-MIMO技术在不增加终端成本的情况下,允许多个用户以共享时频资源的方式与基站同时进行通信。由于实际通信系统中有通信需求的用户数往往大于系统所能接纳的用户数,且用户间存在一定干扰,所以用户配对和预编码是确保MU-MIMO技术获得多用户分集增益和复用增益的重要手段。本文对MU-MIMO用户配对和预编码方法进行了广泛研究,并针对现有的预编码和用户配对方法,在实现复杂度和系统吞吐量等方面进行改进。本文的主要创新工作有:1.由于现有块对角化(BD)预编码算法存在复杂度高的缺陷,本文对现有的BD预编码算法进行了改进。利用矩阵分析中正交分解的方法,推导出干扰信道零空间投影算子的迭代公式,据此提出投影算子迭代BD预编码算法。所提BD预编码算法,能够达到降低复杂度级数且不影响系统性能的目标。2.本文还提出了两种多用户配对优化算法来处理复杂的多用户配对情形。多用户配对优化算法1从BD预编码算法的特点出发,结合子空间的几何角度,定义了新的配对因子。该配对因子反映了新增用户和已选配对用户的有效信道矩阵行列式,能够在系统性能与复杂度间达到良好的折衷。不同于现有配对算法中采用的贪婪思想,多用户配对优化算法2则采用了坐标上升法,不仅考虑了新增配对用户对已选配对用户的影响,而且还兼顾了对潜在配对用户的影响,使得MU-MIMO系统的吞吐量性能得到了进一步提升。