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多输入多输出技术(Multiple-Input and Multiple-Output, MIMO)是一种收发两端采用多天线传输的技术,该技术能在不增加发射功率和带宽的条件下提高系统容量和可靠性,被认为是未来无线通信的关键技术之一。目前,MIMO技术已在LTE、HSPA、WiMAX和802.11n等宽带无线通信系统中广泛使用。MIMO预编码技术可以有效防止误码扩散,大大降低接收端的复杂度,因此,如何设计MIMO预编码来提高系统的传输速率和误码率性能成为了目前通信领域的研究热点。MIMO预编码可以根据基站将占用相同时域和频域资源的多条数据流发送给同一个用户或不同的用户,分为单用户MIMO预编码和多用户MIMO预编码；也可以根据预编码操作时是否引入了非线性运算,分为线性预编码和非线性预编码。本论文依托于北京邮电大学和中兴通讯股份有限公司的联合研发项目“基于非线性预编码的MU-MIMO优化技术研究和性能分析”,对MIMO预编码技术进行了深入的分析和研究,主要工作如下：1、介绍了LTE系统中的关键技术；重点介绍了MIMO技术,分析了单用户和多用户MIMO系统模型及其信道容量；介绍了OFDM技术、预编码技术和波束赋形技术。2、研究了单用户MIMO现有线性和非线性预编码技术,总结了码本空间设计原则,并深入分析了现有的单用户MIMO空间复用预编码方案。3、研究了多用户MIMO现有线性和非线性预编码技术,分析和总结了现有多用户MIMO预编码方案的优缺点和改进方案,提出了基于ZF准则的块对角化几何平均分解THP预编码方案,提出了性能更加优越的多用户MIMO自适应预编码方案,总结了有限反馈技术。4、介绍了LTE物理层仿真平台的搭建,重点分析了MU-MIMO预编码的仿真流程,通过仿真验证了单用户和多用户MIMO预编码方案的性能,介绍了LTE硬件系统框架,并提出了DSP芯片实现DFT运算的改进方案。5、对全文进行了总结,并提出后续的研究方向和展望。