分布式小区结构和分布式MIMO技术是近年来移动通信研究的热点问题,也是下一代移动通信系统(如3G LTE)的重要组成部分。本文研究了新型的分布式小区结构和容量,并对相应的分布式多天线技术做了深入的研究工作。本文中提出的新型分布式小区结构在小区的不同区域采用了不同的功率控制方式,并且在单用户系统和多用户系统中与传统的蜂窝小区和现有的分布式小区都进行了比较,结果说明了新型小区结构性能优于其余两者。本文对几种发射功率控制方式下的分布式MIMO系统的容量进行了比较,并且对本文所提出的功率控制方式的优越性给出了理论分析和证明,指出了它是分布式基站选择的结果。本文分析了块衰落多径信道下多天线系统采用循环延时分集(Cyclical DelayDiversity,CDD)时的性能增益。研究了采用CDD后系统的等效信道能量和信道条件下成对差错概率的关系,证明了CDD具有性能增益。进而提出一种切换发送方式,首先根据接收端信道估计计算等效信道能量,然后通过有限反馈通知发送端是否采用CDD,从而利用了两种等效信道的分集增益。数值仿真结果表明,采用这种切换发送方案可以提高误码率(BER)性能。为了在分布式MIMO系统中应用CDD,本文给出了在分布式系统中的等效信道能量表达式,然后分析了成对差错概率,并针对成对差错概率优化问题又提出了结合功率分配的优化算法。本文提出一种利用循环延时发射技术构造频域波束矢量的方法。作为一种频域波束成型技术,该方法通过均匀分布在用户频域信道组成的线性空间内的波束矢量向不同方向随机发射能量,使得用户处于良好信道条件的机会大大增加,并且这种构造方法具有简单的循环结构,有利于在收发双方生成和维护。仿真数据表明,通过基于子载波调度的循环延时波束成型方法,系统的平均吞吐率和用户公平度都有提高。众所周知,分布式系统中每根天线独立连接一个功率放大器是比较实际的情况。本文研究了在每天线功率受限情况下,采用迫零波束的系统下行和容量最大化的问题。由于解析解很难获得,一般该问题采用以界限函数为基础的内点法求解。不同于以往的研究中寻找最优用户功率分配的算法(User Power Optimum,UPO),本文提出了寻找每天线最优功率分配的算法(Antenna Power Optimum,APO),并且证明了这种方法可以获得比UPO更高的下行和容量。从而说明,在每天线功率受限条件下,采用下行迫零波束的系统应该采用APO方法来求解最优值。