多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技术使无线通信系统能够获得更高的数据传输速率或传输可靠性。这两个优点分别体现在MIMO技术的两个应用中：前者通过空分复用，如分层空时编码(BLAST)方法使数据传输速率得以提高；后者则通过空间分集增益的获取，如空时格形码(STTC)、空时分组码(STBC)等的运用，使通信链路传输更为可靠。无线通信系统采用一种自动请求重传(ARQ)协议来保障数据包的可靠传输。混合自动重传请求(Hybrid ARQ, HARQ)技术综合了前向纠错(FEC)和自动请求重传(ARQ)的优点，大大提高系统的可靠性。HARQ几乎可以保证数据的无差错传输，但会大大降低系统的吞吐量。于是，考虑将多输入多输出(MIMO)与混合自动请求重传(HARQ)结合将是十分有效和有意义的，这正是本文研究的主要内容。　　 本文首先简要回顾了MIMO以及HARQ技术，在此基础上提出了MIMO-HARQ系统的合并检测方案，从译码性能、算法复杂度、存储要求等多角度考虑接收机的设计，然后从对数似然比(LLR)的角度考虑MIMO-HARQ的合并方案，将球形列表列译码运用于HARQ检测方案中，提出了几种新的译码算法。　　 然后将空时分组码和分层空时结构结合起来，利用HARQ，将空时分组码拆分成多个一维的分层空时码结构进行传输。此算法通过平衡MIMO系统的复用和分集增益以期使系统获得最优的性能。　　 最后，本文在发送端获取信道状态信息(CsI)的情况下考虑MIMO-HARQ系统线性预编码的设计，从发射端获取全部CSI和部分CSI两方面考虑最优的预编码和最优的接收检测器。采用序贯联合优化的方案设计在不同的优化准则下的最优预编码器，分析和仿真表明，采用最优序序贯的重传方案较传统重传方案有极大的性能增益。