移动通信已成为当代通信领域发展潜力最大、市场前景最广的热点技术。随着人们对无线通信需求的不断提高，研究者们试图通过各种新技术来提高服务质量。其中包括多址技术、OFDM技术、智能天线与MIMO技术、跨层设计、软件无线电技术、无线定位技术、移动IP技术、多用户检测技术、网络融合技术等。这些技术都是当前移动通信领域非常活跃的研究方向，经过进一步深入研究和开发，可能成为第四代移动通信系统的关键技术。 本文首先概述了移动通信系统的发展及其中的关键技术，并着重介绍了MIMO技术与信息论、空时技术、无线定位技术等。随后，通过对移动通信系统中的几个热点技术研究，提出了基于凸优化理论的MIMO系统的联合发送一接收优化、基于贝叶斯估计的二步室内定位和基于跨层思想的多用户MIMO SDMA系统的优化，并给出了系统的仿真结果和室内定位算法在实际环境中的实验结果。最后概括性地总结了全文的主要结论。