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多输入多输出(Multiple input multiple output，MIMO)与正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)是第四代移动通信系统的两项关键技术，二者对系统性能的提高做出了巨大的贡献，将是未来宽带无线通信系统最具竞争力的备选核心技术。近年来，多用户MIMO-OFDM无线通信系统的基本理论和关键技术的研究获得了广泛关注。本文主要对宽带多用户MIMO-OFDM无线通信系统的预编码算法、检测算法及功率分配(Power allocation，PA)算法进行了研究，主要研究内容如下: （一）在快时变多用户MIMO-OFDM系统中，针对系统下行链路子载波整体预编码算法计算复杂度较高的问题，提出了一种基于子载波分组的最大化信泄噪比(Grouped-subcarrier maximizing signal-to-leakage-and-noise ratio, GS-Max-SLNR)预编码算法，并对组间干扰进行了理论分析，从而阐述了组间干扰与分组数目的关系。然后，针对系统上行链路子载波整体检测算法计算复杂度较高的问题，给出了基于子载波分组的检测算法，包括基于子载波分组的线性检测算法与非线性检测算法。仿真表明，通过选取合适的分组数目，GS-Max-SLNR及基于子载波分组的检测算法均能够实现复杂度和性能的良好折中。 （二）在实际的多用户MIMO-OFDM系统中，发射端获得的信道状态信息(Channelstate information，CSI)会受到时延、信道估计方法、导频图样、导频符号发射功率及数目等因素的影响，且随传输状况的变化而变化，产生信道估计误差，进而影响预编码器的性能，针对该问题，提出了一种自适应稳健的基于最大化信泄噪比的预编码算法，该算法将CSI误差模型系数建模为时延与信道训练网格处等效信噪比的函数，通过估计多普勒扩展及信噪比来估计CSI误差模型系数。仿真表明，提出的预编码算法能够自适应地实时跟踪CSI的变化，具有良好的稳健性，且误码性能及和速率性能明显优于非自适应的算法，随着导频符号数目或发射功率的增加，该算法性能会逐渐逼近完美CSI的状况。 （三）为了进一步提高多用户MIMO-OFDM系统的性能，提出了一种基于泄漏的空频宽带注水功率分配(Water-filling PA，WFPA)算法，该算法将生成Max-SLNR预编码器过程中获得的特征值替代WFPA准则中的信干噪比参数，构成基于泄漏的WFPA，在空间维和频率维进行联合功率分配。仿真表明，当发射端使用最大化信泄噪比预编码器时，与现有的PA算法相比，提出的WFPA获得了更优的误码性能，在任意固定误码率下，提出的WFPA获得了更显著的信噪比增益，譬如，在误码率为10-2时，获得了约2dB的信噪比增益。