多天线(MIMO)通信技术可以提供空间分集增益和空间复用增益,并可以实现空分多址和干扰抵消,能够极大地提高无线通信系统的系统容量和性能,满足无线通信业务日益增长的需求,是下一代无线通信系统必然采用的技术。MIMO技术的巨大优势很大程度上取决于发射端能否能获取信道状态信息(CSIT)进行预编码。而实际无线通信系统是有限反馈系统,因此MIMO系统中的CSI有限反馈是一个亟待解决的问题。本文以反馈和利用MIMO系统中的部分CSI为课题进行了理论和技术上的研究,主要完成了以下工作:本文首先论述了CSI对MIMO系统的影响,总结了不同CSI情况下MIMO系统的模型与信号处理方式,并从波束成型的角度直观分析了预编码的实际物理意义。本文其后研究了基于码书的有限反馈技术,全面研究了与Grassmann码书相关的理论,指出Grassmann码书的两点不足:局限于特定信道和没有包含功率分配信息。针对此两点不足和有限反馈的限制,本文提出了一种“强制平分功率注水”(FEPW)的功率分配方法。此方法的优点在于不增加反馈量并能达到较高的容量。本文将FEPW与Lloyd算法结合,进行对任意统计特性信道的联合方向—功率码书设计。然后本文研究了基于机会式波束成型的有限反馈系统,针对此类系统在用户数目较少时容量小的缺点进行了多方面的改进。主要改进有:根据信噪比在单随机波束与多随机波束模式之间做切换,以克服噪声与波束间干扰的主要矛盾;在不增加反馈量的前提下将机会式波束成型与接收天线选择合并技术结合;还提出了一种“部分随机的波束选择机会式空分多址技术”(POSDMA_S)。利用信道的时间相干特性,适当控制波束随机自由度,提高了OSDMA_S的系统容量,同时保证了波束选择增益不随用户数目或者子载波数目的增多而迅速下降。最后本文针对MIMO有限反馈技术在认知无线电系统的应用,提出了一类“主用户信道零空间波束成型”技术,并以主用户信道零空间机会式波束成型为例,进行了性能仿真和评估。此类技术最大程度地减少了认知用户对主用户的干扰,并保证了认知网络的容量。