本文研究了多输入多输出（MIMO）技术、中继(Relay)技术和波束成形(Beamforming)技术在无线蜂窝通信系统中的应用，在分析和设计中考虑了多个中继和多个用户的系统模型。我们首先考虑了单用户的情况，然后考虑了多用户的情况，最后考虑了更多用户数时存在用户选择的情况。对于中继节点的工作模式，假设所有的节点都是半双工（Half-Duplex），即不能同时发射和接受数据，放大传输（Amplify-and-Forward,AF）的，基站和用户之间没有直接链路的情形。在实际的无线网络中，无论是基站（Base station, BS），中继节点(Relay node)还是用户终端(User terminal)，它们所掌握的实时信道信息（Channel State Information, CSI）往往由于信道估计误差，网络延时，以及有限反馈等原因是不完全的(Imperfect)，即和真实的信道信息相比存在一定误差。传统的一些基于完全信道信息的波束成形设计方法在信道信息不完全时性能会严重下降。因此本文设计并提出在MIMO中继网络或在多用户的选择信道中，非理想信道信息下的波束成形，并进而将该方法优化，使得其在信道信息不完全时也具有较好性能。该优化方法主要是将波束成形矩阵中的正规化系数根据系统参数进行优化，使传输系统的速率达到最大。通过仿真性能比较和理论分析，可以观察到通过运用该方法系统的速率有了一定提高，尤其是在信道信息不完全的情况下，其鲁棒性比较明显。仿真实验验证也证明实验结果与理论分析的数据相吻合。最终得到的具有鲁棒性波束成形为非理想信道中的类似模型的性能研究提供了思路、方法和可供参考的结论。由于本文中的信道信息误差被建模为复高斯分布，今后的研究工作可以在此基础上对于具体的信道信息模型进一步展开。