3GPP产业界在经过了3年多全力以赴的研发后,LTE技术已经愈加成熟,LTE-A作为LTE的平滑演进,在原有的LTE网络架构和基本技术的基础上,新加入了一些功能,这些功能要求LTE-A系统中的一些关键技术有进一步的改进,尤其是信道估计和MIMO检测技术,估计参数和检测精度直接决定了系统的性能。本文对LTE-A下行链路的一些关键算法进行了深入的研究讨论：首先,本文研究了LTE-A系统的MIMO技术：传输分集、空间复用和波束成型,并基于对这三种MIMO技术的分析,提出了一种PDCCH波束成型传输方案。与LTE不同的是,在LTE中,PDCCH采用的传输模式是传输分集,以控制信道粒子作为映射单位；在LTE-A中,该新方案采用的传输模式是波束成型,PDCCH信息不再是以控制信道粒子为单位分布在子帧的控制区域,而是分布在数据区域,通过小区专用参考信号做信道估计。仿真结果表明,PDCCH波束成型方案与传输分集方案相比,具有更低的误码率,从而证明了该方案的正确性。其次,本文还研究了LTE-A系统中高阶MIMO时常规CP的参考信号设计。根据已经确定的低阶MIMO时常规CP的参考信号图案,给出了在LTE-A系统中的参考信号的设计原则,然后对Rank3-4的DMRS图案进行了性能仿真验证,并基于DMRS的设计原则和Rank3-4的DMRS图案设计了Rank5-8的DMRS图案,并通过计算机仿真验证了设计方案的可行性和优越性。最后,本文重点研究了LTE-A系统的MIMO检测技术。通过对三种经典的信号检测算法的基本原理和优劣性的分析,提出了一种新的MIMO检测算法,并将这种新算法与经典算法进行了性能仿真,仿真结果表明新算法不仅保证了MLD算法的理想性能,而且大大降低了其计算复杂度,从而证明了该算法的高效性。