HSPA+是在HSPA基础上的演进,它在关键技术上保留了HSPA的如下特征:快速调度、混合自动重传(HARQ)+软合并、下行短帧2ms、上行10ms/2ms、自适应调制和编码,同时保留了HSDPA/HSUPA的所有信道及特征,如HS-PDSCH、HS-SCCH、HS-DPCCH、E-DPCCH、E-DPDCH、E-RGCH、E-AGCH、E-HICH、F-DPCH等。因此,它向下完全兼容HSPA技术,但为了支持更高的速率和更丰富的业务,HSPA+也引入了更多的新技术。其中MIMO技术是最关键的。目前,对MIMO应用的研究大多集中在“多天线”这个概念上。确实,MIMO的多天线给人们带来了很多想象的空间,但是也带来了很多问题。为了解决这些问题,从每天线速率控制到每天线功率控制,在MIMO“多天线”概念上做了许多研究。然而,在以往的研究中,并没有解决MIMO基站侧多个发天线产生的同波道干扰(CCI)问题,甚至很多研究文献不提及CCI的存在。但在我们的一次实验中,通过MAC层的功率分配研究,关闭个别天线之后,系统的吞吐量会陡然上升,这对HSPA+的应用研究提供了一个十分有价值的课题。事实上,多天线功率分配的课题也存在消除CCI的效果,但是它的出发点更倾向于将功率分配给质量更好的信道并达到最大的系统吞吐量,而且由于注水法算法复杂度过高,而目前研究者们提出的折中方案,虽然理论上推导出的信道容量较大,但在实际应用中,要么存在复杂度仍然太高无法实现的问题,要么就是吞吐量牺牲过大,此时吞吐量会小于理论推导的信道容量。所以目前实用系统中,都采用平均分配功率的方法。目前主流的MIMO应用是4×2的系统,即基站侧4副发射天线,UE侧2副接收天线。本文的研究主要集中在8×2的MIMO系统上,并搭建了这样的设备和平台进行物理层和MAC层算法的改进研究。本文将提出我们在单双流算法中的新想法:基于动态天线选择的单双流自适应算法。首先,提出了基于迭代算法的天线选择方案,随后提出基于该天线选择方案的单双流自适应算法,然后给出完整TD-HSPA+系统仿真平台上的仿真结果。基于上述研究,论文在应用上做了更进一步的探索。为了系统容量的更大提升,在香农公式的基础上提出三维信道容量公式的概念,将相位控制天线阵(PCA)技术引入现有的MIMO系统,提出一种SHPCA多天线系统。并将天线选择方案融合进去,进行单双流算法的设计,同时给出系统吞吐量的仿真结果,证明了SHPCA技术带来的巨大成效,使得HSPA+网络的系统吞吐量突破70Mbps。最后,论文给出引入SHPCA技术后的MIMO系统在信道容量上的提升幅度和仿真结果。作为HSPA到LTE的过渡技术,论文最后阐述了HSPA+和LTE的关系,并讨论了相关的组网方案。