当前无线通信的发展正处于最为关键的时期，人们持续增长的需求与有限频谱资源之间的矛盾成为研究高频谱利用率技术的动力和挑战。众多新技术中，基于多天线的MIMO系统已显示出无尽的潜力，成为充分利用空间资源的必然途径。　　 本文主要对无线MIMO系统的信道模型、信道容量、信道估计三个主要方面涉及到的有关理论进行了研究，并通过计算机进行了仿真分析。本文的主要内容概括如下：　　 首先介绍了MIMO系统的研究背景和基本概念，简单回顾了目前MIMO技术在研究和应用方面已取得的一些进展及有待解决的问题，指出本文的研究方向。　　 着重分析了接收机准确估计信道时的独立衰落环境下单用户MIMO系统的容量。首先分析了信道系数固定时的容量；接着分析了信道系数随机变化时的MIMO系统的各态历经容量，给出了解析表达式；最后对一些特殊的MIMO系统实例进行分析，进行仿真分析。　　 分析了接收机准确估计信道时的相关衰落环境下单用户MIMO系统的容量。首先分析了平坦MIMO信道中存在空间相关性时的容量；接着分析了频率选择性衰落信道中存在空间相关性时MIMO-OFDM系统的容量，进行仿真分析。　　 着重分析了接收机不能准确估计信道时的瑞利和莱斯衰落环境下单用户MIMO系统的容量。首先建立基于训练序列估计的MIMO传输帧结构和系统模型，分别使用线性最小均方误差估计和最大似然估计准则估计信道系数，创建一个MIMO信道系数估计和误差分析的仿真平台；接着基于一个等效的系统模型，推导出各态历经容量的上限和下限，通过计算机进行了容量仿真分析。　　 最后总结了整篇论文的主要内容，提出学习过程中存在的问题，以及今后工作的方向。