LTE-Advanced系统作为LTE（Long Term Evolution）系统的平滑演进，继承了LTE系统的多入多出（MIMO）和正交频分复用（OFDM）等物理层关键技术。同时，LTE-Advanced作为3GPP向国际电信联盟（ITU）提交的IMT-Advanced候选技术方案，它需要达到或超过ITU对IMT-Advanced系统的性能需求指标。MIMO技术在LTE-Advanced系统中扮演着非常重要的角色。单用户MIMO（SU-MIMO）技术有利于提高LTE-Advanced系统的单用户峰值速率和小区峰值频谱效率性能；多用户MIMO（MU-MIMO）技术有利于提高LTE-Advanced系统的小区平均频谱效率性能；网络协作MIMO（Network-MIMO）技术有利于提高LTE-Advanced系统的小区边缘频谱效率性能。本文的目标是研究LTE-Advanced系统中的下行MIMO技术。基于MIMO技术现有技术成果，研究改进的MIMO技术算法方案，通过分析和仿真验证，找到适合于各种MIMO技术的优选算法方案。然后研究三种MIMO技术的综合应用，最后给出一种LTE-Advanced系统中的MIMO技术应用方案。本文的主要工作包括以下几个部分：研究LTE-Advanced系统概述、物理层关键技术和物理信道处理过程等，为后续的研究提供理论基础。总结LTE-Advanced系统中SU-MIMO技术的标准化进展，研究接收端的信号检测算法方案。针对现有算法不能同时应用于空间复用和发射分集的不足，研究一种改进的算法方案，改进算法不仅克服了现有算法的不足，而且其误码率性能比合并和最大似然算法在各误码率值上都好近1个dB。研究LTE-Advanced系统中MU-MIMO技术实现方案。通过对现有方案仿真比较，得出理想反馈BD方案性能最优。针对该方案反馈开销极大的缺点，研究一种改进的有限反馈BD方案，与理想反馈BD方案相比，改进方案在性能损失极小的前提下，将反馈开销降低了10倍以上。研究LTE-Advanced系统中Network-MIMO技术实现方案。针对现有方案的不足，基于TD-SCDMA系统中利用扩频技术提高信噪比的思想，研究一种改进的Network-MIMO方案。仿真结果表明，改进方案的性能优于现有的两种方案。研究三种MIMO技术的综合应用，最后给出了一种LTE-Advanced系统中下行MIMO技术应用方案。