随着移动通信的飞速发展及其与互联网的融合,使得人们对移动通信网络宽带化的需求日益迫切。在这种需求的驱动下,3GPP在3G的基础上,提出了其长期演进(LTE)系统,以提供更高的带宽、更低的时延,以及更好的服务质量保证,因此对它的研究具有重大的意义。本文主要对LTE上行MIMO系统物理层的几个关键技术进行了研究。首先搭建了LTE上行SU-MIMO的仿真系统平台,在空间信道模型(SCM)的市区宏小区环境下分别研究了STBC、SFBC、CDD、BLAST、预编码等空时/频处理技术在2发2收、2发4收配置下的性能,并比较了不同移动速度对各种技术性能的影响,重点对其中的预编码方案进行了改进,在保证系统吞吐量的前提下减少了反馈量。然后分析了LTE中HARQ和BLAST的技术特点,根据发送的数据包数和反馈比特数给出BLAST结合HARQ的四种不同的重传处理模式,并进行了仿真分析。根据OFDM子载波的特点,在信道较为平坦且映射方式为集中式时,对低信噪比下的子载波信道进行了平均处理,并在LTE上行MIMO系统中进行仿真验证,说明此方法适合结合OFDM的MIMO空时处理技术。最后分析接收端和发射端使用不同天线对系统容量的影响,并在此基础上对天线选择算法进行了深入研究,提出一种低复杂度的收发联合天线选择算法,并进行了仿真验证及复杂度分析,表明所提出的算法具有很强的实用性。