移动通信中物理层的关键技术是要在多种变化环境与条件的限制下满足用户数量上的不断增长、在通讯质量上不断提高的要求,同时也要保证通信的安全性保密性。这其中的一个研究重点就是加强空域与传统时、频域相结合,使空间域在移动通信中发挥巨大的潜力,这就是使用多天线技术充分利用空域信息以提高通信质量和增大系统容量。智能天线和多输入多输出天线系统都属于多天线系统,包含DOA估计、波束形成、空时频编码、空间复用等多项技术。波束形成技术作为智能天线的核心技术,在通信、雷达等领域有着广泛的应用,所选取的算法决定了瞬时响应速率和电路实现的复杂程度。MMO技术结合了天线分集与空时处理技术,它源于天线分集与智能天线技术,可以说属于广义的智能天线范畴。本文的研究主要围绕智能天线和MIMO系统来研究波束形成问题,包括以下内容：首先,分析了研究背景、综述了国内外相关技术的进展、研究的内容及有关贡献,然后全面阐述了智能天线和MIMO系统的基础理论知识。在此基础上,进行了如下的研究：1.研究了智能天线、MIMO系统及波束形成技术、空时编码技术等。研究了波束形成技术的基本准则和算法。研究了经典的波束形成算法方法及其应用,并对Capon波束形成器进行了重点仿真分析。2.研究了空时编码的基本原理。在此基础上,本文着重研究了空时分组码并以典型的Alamouti方案为例进行仿真分析。对多种情况下的系统误码率进行了研究,并对仿真结果所表现出的性能差异进行比较和分析。3.对智能天线和MIMO技术进行结合研究,对空时分组码联合波束形成技术从多个方面进行仿真分析,并基于旋转矩阵对已有方案进行改进。仿真结果表明在信道衰落环境下空时分组码和波束形成技术的结合性能比单纯的空时分组码有明显的提高。改进后的系统性能有了进一步的提高。