多入多出(MIMO)技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破,该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。MIMO通信系统结合正交频分复用(OFDM)技术不仅能进一步提高频谱效率还具有良好的抗多径干扰能力,是第四代移动通信系统的关键之一。虽然MIMO和OFDM技术已经取得相当大的发展,但是将两者结合起来应用在移动通信领域仍有许多问题尚待解决。本文就目前MIMO-OFDM系统的研究热点:发射信号方案设计和接收端信号检测中的关键技术和算法进行了深入的研究。文中系统而全面的介绍了目前MIMO-OFDM系统主要检测算法,通过仿真比较了不同算法的性能;还结合格理论和基约减对算法进行了优化,提高了检测性能。文中详细的定义了三种MIMO-OFDM发射机信号设计方案,包括从整体设计思想到具体的参数配置,并在不同的信道条件下对其信号发射方案性能进行了计算机仿真验证。本文第一章分别介绍了MIMO系统的数学模型和OFDM技术的基本原理,对目前MIMO-OFDM系统的研究热点和关键技术等进行了总结,尤其对MIMO-OFDM系统信号的空时处理作了重点介绍,说明了MIMO-OFDM发射信号设计及其检测算法研究的重要意义。第二章首先给出了MIMO-OFDM系统的一般数学模型,基于此模型,重点介绍了MIMO-OFDM系统各种信号检测算法,并通过引入格理论,建立了格空间的MIMO-OFDM系统,利用基约减算法对检测进行优化。最后给出了不同检测算法性能的计算机仿真结果。第三章给出了基于复用的MIMO-OFDM系统发射信号设计方案,分层MIMO-OFDM(V-BLAST MIMO-OFDM),并通过采用最小均方误差软干扰抵消检测算法和Turbo迭代检测,逼近了该系统的香农限。第四章给出了两类分集结合复用的MIMO-OFDM发射信号设计方案,即空频分组码结合分层空时码MIMO-OFDM(SFBC/V-BLAST MIMO-OFDM)和空时分组码结合分层空时码MIMO-OFDM(STBC/V-BLAST MIMO-OFDM)。仿真结果和理论分析表明,后者能够同时有效对抗多径和快衰落移动信道环境。