用户对无线通信的速率和服务质量提出了越来越高的要求.然而频谱资源的匮乏限制了无线通信的进一步发展;另一方面,无线信道的多径传播特性和时变性会对其中传输的信号带来非常大的损害.近年来多输入天线多输出天线(MIMO)技术因为能大幅度增加无线通信系统的谱效率和提高传输可靠性而得到了越来越多的关注.该论文主要针对多天线无线通信系统,研究了其基本问题、性能和应用.信道模型对于评估MIMO通信系统的性能非常重要.该论文讨论了常见的MIMO物理模型,然后研究了MIMO信道建模的基本问题,提出了建模的基本步骤和方法,即从几何参数到阵列相关矩阵,然后导出MIMO协方差矩阵,最后产生符合要求的信道增益矩阵.差错率是衡量无线通信系统的可靠性的重要指标,信道容量是信道信息传输速率的理论上界.论文按照各种衰落分布的特性,计算决定STBC系统性能的重要参数的统计特性,利用特征函数的方法得出了Rayleigh、Rice和Nakagami等各种独立衰落情况下空时分组编码系统准确的符号差错率表达式、中断容量表达式和平均容量表达式.实际的MIMO环境下由于天线距离不足或者缺少散射体,MIMO信道之间通常存在相关性.论文按照各种相关衰落分布的特性,计算了STBC的决定性能的重要参数的统计特性,利用特征函数的方法得出了Rayleigh、Rice和Nakagami等各种空间相关衰落情况下空时分组编码系统准确的符号差错率表达式、中断容量表达式和平均容量表达式.在频率选择性信道中,传统的MIMO系统将由于符号间干扰的影响而受到较大的损伤.OFDM能将频率选择性信道转换为并行的平坦衰落信道,因此,可将MIMO技术应用于OFDM系统,从而应用于宽带信道中.该论文提出了OFDM系统中在FFT前先进行合并的一种接收方法,分析了准确信道估计时的性能,该方法的好处在于保持分集好处的同时,降低接收机进行FFT运算的次数,仿真结果表明该系统对于信道估计偏差比较敏感,信道估计的准确与否对系统性能的影响很大.论文随后研究了STBC应用于OFDM系统的方案,讨论了该方案受到频率偏差的影响,并给出了按照IEEE802.11a协议要求的环境进行仿真得出的结果,结果表明STBC应用于OFDM系统能带来较多的增益,但频率偏差对系统性能的影响较大.