无线设备的爆炸式增长,对未来无线通信系统的容量提出了更高的要求。多输入多输出(Multi-input Multi-output,MIMO)技术可以有效地提升系统容量,并通过空分多址能够支持更多的设备连接。然而,MIMO中的信号处理需要进行大量的矩阵运算,其中,矩阵求逆是最复杂的矩阵运算。矩阵求逆运算的计算速度直接影响了MIMO系统的实时性,从而影响到整个MIMO系统的性能。所以研究矩阵求逆运算对于MIMO系统的工程实现具有非凡的意义。传统的矩阵求逆是将原始矩阵分解为两个(或几个)简单矩阵的乘积,将原矩阵求逆转换为对简单矩阵求逆。这种求逆方法属于矩阵精确求逆算法,但是因其复杂度高导致运算的实时性差。针对以上问题,本文首先根据MIMO信道特性,探索了一种基于Neumann级数的矩阵近似求逆方法。该方法不直接求取逆矩阵,而是将矩阵的逆矩阵扩展为Neumann级数。然后本文研究了影响矩阵近似求逆的精确度和复杂度的因素,改进了近似初始矩阵的选取方法,减小了计算复杂度。同时为了灵活计算Neumann级数,本文提出了一种迭代计算架构实现对Neumann级数求和项数的灵活控制,从而可以在满足计算精确度的要求下,控制矩阵近似求逆的运算时间。基于通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP)平台,本文实现了Neumann级数矩阵近似求逆,并详细阐述了每个模块的设计方法。然后将矩阵近似求逆模块加入到实际的MIMO系统中,对模块在实际MIMO系统中的可行性进行了验证,实验结果表明,矩阵近似求逆模块能够正常的运行。最后本文测试了矩阵求逆模块对系统性能的提升,基于USRP的矩阵近似求逆比矩阵直接求逆有更高的实时性,且能够带来3.5dB左右的信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)的提升。