多输入多输出技术是现代通信技术中实现提升信道容量的一种常用手段,对于空地通信信道而言也是如此。要在空地通信信道下实现MIMO的理论信道容量,一方面需要对于空地通信信道进行研究,认识它的特性,另一方面需要对于MIMO信号的检测技术进行研究。本文聚焦空地通信环境下多天线复用的宽带传输关键技术,对于空地通信信道和信道均衡算法进行了重要的研究。主要研究如下:首先,针对空地通信信道,本文提出一种基于几何的统计模型,通过实测数据对于空地通信信道中信号传播主要的四种路径进行了建模。在直射路径研究中,信号衰减采用了自由空间传播模型;在地面反射路径研究中,讨论了地面的相对介电常数和导通率对反射系数的影响,同时将地面不平整度纳入考虑,对于不同地面不平整的反射信号进行了仿真对比;在反射体反射路径研究中,设定反射体为点反射体,反射体的开口方向和开口大小等参数采用实测参数来例化,本文集中讨论了反射体数量和位置分布对于信号的影响;在散射路径研究中,通过云模型,将信号功率分配在相同延迟不同多普勒频率的信号上,实现了散射分量功率在多普勒频率上的拓展。最后将四条路径综合起来,得到了空地通信信道模型,并且通过设置相应参数完成了对于空地通信场景的仿真,验证了模型的正确性。其次,本文还研究了V-BLAST模型的信号检测算法,通过对QR分解算法的研究,建立了MIMO MMSE-DFE模型,并且通过推导得到了该模型下基于QR分解所能得到的最佳前馈滤波器和反馈滤波器的矩阵系数。为了降低QR分解的计算复杂度,本文进一步研究了QR分解算法,并通过迭代的方式实现了低计算复杂度的QR分解算法。在空地通信信道中,MIMO MMSE-DFE模型的复杂度过高,因此针对空地通信信道的特性提出了MIMO MMSE-HDFE模型,通过对比两个模型的计算复杂度,证明了高速通信下MIMO MMSE-HDFE模型具有较低的计算复杂度。最后在空地通信仿真信道环境下对于该模型进行了验证,证明了该模型在空地通信中使用的可行性。