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收发两端都采用多天线的MIMO(多输入多输出)技术在无需增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以使信道容量成倍增加，还可以提高无线频谱利用率，提高信道可靠性，降低误码率，是新一代移动通信系统采用的关键技术，近年来引起了广泛的注意。无线MIMO系统中发射与接收信号处理算法的合理设计在一定程度上决定了MIMO系统性能的优劣，而具体信号处理算法的提出与有效的实现是与具体的通信环境密切相关的，MIMO通信系统的性能很大程度上取决于无线信道的衰落特性。故需要对无线MIMO衰落信道的建模与仿真技术进行研究，需要建立参数化的便于描述的无线衰落信道模型，以便于分析不同天线拓扑结构与无线衰落信道传播参数对系统性能的影响，便于信号处理算法的设计与性能验证。
首先，概述了MIMO无线信道的参数；分析了MIMO无线信道的统计特性；深入研究了MIMO无线信道容量以及影响MIMO信道容量的因素。
其次，详细研究了基于收发相关矩阵的MIMO信道模型的仿真问题及特性，以基于多天线技术的IEEE802.11n标准的室内室外信道仿真和性能分析为目标，建立了相应的仿真流程，给出了信道衰落特性、天线相关性和MIMO信道容量的仿真结果以及宽带信道模型系统函数的仿真，包括输入时延扩展函数、时变传递函数、时延多普勒扩展函数、输出多普勒扩展函数和这些函数之间的相互转化关系。大量仿真结果验证了该模型的正确性。
探讨了一种经典的宽带时变MIMO信道建模方法，结合MIMO信道的特性。以3GPP SCM标准和WINNER标准的MIMO信道仿真和性能分析为目标，建立了相应的仿真流程和具体的步骤。给出了包括信道冲击响应、一阶统计特性和二阶统计特性等的信道衰落特性，并对仿真结果进行了详细的分析和比较。
对无线衰落信道的Markov模型展开研究，把IEEE802.11n系统中的模型A和3GPPSCM模型分别应用于窄带和宽带Markov信道模型，给出了仿真流程，并进行了计算机仿真和分析，拓展了MIMO信道模型的研究。
最后，对论文全文进行了概括性的总结，明确了今后需要进一步研究的问题，探讨了可能的研究方向。