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多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)空间复用技术利用包含丰富多径的无线信道实现多路信号的并行传输,在不要求额外带宽和发射功率的前提下大幅提高了频谱利用率,是未来无线通信系统实现高速数据传输的关键技术之一。低复杂度、高性能的接收端信号检测技术是MIMO系统实现的关键。通过使用格理论中的格基规约技术构造单模系数矩阵、把实际信道矩阵变换为更正交的等效信道矩阵,低复杂度的线性以及串行干扰消除检测方案能够获得与最优极大似然检测一致的分集增益。最近,迫整MIMO接收技术的提出则进一步揭示,在同样的检测架构下,把对系数矩阵的限制条件放松为满秩整数矩阵能够带来潜在的性能增益。针对此类检测技术,本文以构造计算复杂度合理且能保证最优或近似最优检测性能的系数矩阵提取算法为目标开展研究,取得了以下主要成果:第一,针对无编码MIMO空间分集系统,基于复数格对偶格的代数和几何意义建立了最优系数矩阵构造与信道矩阵对偶格之间的如下关系:采用线性检测时,最优的满秩整数系数矩阵可通过精确求解信道矩阵对偶格的逐次最小量问题(Successive Minima Problem,SMP)获取,而在单模矩阵限制条件下的最优系数矩阵可通过对信道矩阵对偶格实施CMinkowski(Complex Minkowski)规约获取;采用串行干扰消除检测时,通过对信道矩阵对偶格实施CKZ(Complex Korkine-Zolotareff)规约获得的系数矩阵在满秩整数或单模限制条件下均为最优。第二,通过把实数格的SMP分解成一系列子空间规避问题(Subspace Avoiding Problem,SAP)、把复数格的SMP分解为其同构实数格的一系列SAP,首次构造出精确求解实、复数格SMP的实际算法:算法SMPR和算法SMPC。二者均采用基于SE(Schnorr-Euchner)枚举策略的改进球解码树搜索算法Sap来精确求解各轮迭代中的SAP,并且通过对先前迭代中球解码中间搜索结果的有效利用来优化后续迭代中球解码的初始搜索半径及初始搜索位置,显著提高了树搜索效率。在保证最优线性检测性能的同时,二者的计算复杂度甚至能够低于次优的实数格Minkowski规约算法。第三,构造了一个计算高效的复数格CKZ规约算法CKZ-RED;并通过对CKZ规约进行分块化改进,构造出一个将规约操作限制在本地规约块内的CBKZ(Complex Block KZ)规约算法CBKZ-RED。二者均采用基于二维复平面按需SE枚举策略的复数域球解码算法Csvp和通过单模矩阵变换实现新基扩张的子程序CTransform作为构造模块;前者利用局部CLLL(Complex LenstraLenstra-Lov′asz)规约算法Partial-CLLL为每一轮迭代进行预处理,后者则利用排序施密特正交化和长度规约在全部迭代之前进行预处理。算法CKZ-RED能够在保证最优串行干扰消除检测性能的同时获得显著的计算复杂度下降;算法CBKZ-RED能够以比前者低约两个数量级、甚至低于CLLL规约算法的计算复杂度获得接近最优的检测性能。第四,构造了一个计算高效的复数格CMinkowski规约算法CMIN-RED;通过将基向量搜索限制在子格内部得到CMinkowski-Relax规约准则,并基于此构造复数格规约算法CMIN-RELAX。在每一次迭代中,二者均采用局部CLLL规约算法Partial-CLLL-M实施预处理、采用通过改造算法Csvp得到的复数域球解码算法CMin-Search进行基向量搜索、并且仍然利用子程序CTransform实现新基扩张。算法CMIN-RED能够获得接近最优的线性检测性能并大幅降低计算复杂度,算法CMIN-RELAX可在极小的性能损失小进一步降低计算复杂度。上述除算法SMPR外的全部算法均针对复数格工作,使得接收机能够直接在复数域对基带系统实施检测。因此除了能够在保证最优/近似最优检测性能的前提下节省计算开销,本文工作所构造的算法还可以为系统调制星座的设计带来更大的自由度。