在MIMO技术基础上，多用户MIMO可充分利用多天线和多用户分集，获得优良的系统性能，与单用户MIMO相比会带来明显的性能增益。跨层设计能够根据无线网络环境动态变化，实现资源优化配置以改善系统整体性能。本文通过联合物理层的自适应调制(AM)和数据链路层的自动重传请求(ARQ)以及用户调度，研究多用户MIMO系统中基于反馈延迟信息的跨层设计。以期通过优化设计，充分利用有限的无线资源提高系统整体性能，将有重要的理论意义和研究价值。全文主要工作如下：1．研究多用户MIMO中基于多重估计的跨层设计。针对多用户MIMO基于不完全反馈信息，结合AM、天线选择、ARQ及用户调度，提出一种基于多重估计方法的跨层方案，可避免通常方案采用一重估计所带来的性能损失，获得频谱效率(SE)和误包率(PER)性能极大提高。基于此，推导了系统平均PER与SE闭式表达式，为性能评估提供有效方法。2．研究多用户MIMO中基于可变门限的跨层设计。利用最大后验概率算法和近似PER，提出基于不完全反馈的可变门限，并给出相应的跨出设计。所提门限能自适应反馈信息变化，降低时延对系统性能影响。较之固定门限的跨层设计，所提可变门限的跨层设计可有效提高系统SE。3．研究多用户MIMO中基于平均PER约束的跨层设计及门限优化。在给定目标PER条件下，以最大化系统SE为目标，提出一种基于平均PER约束的跨层设计方案。该方案可满足服务质量要求并改善SE性能。在此基础上，结合Karush-Kuhn-Tucker (KKT)优化条件，提出一种基于牛顿法的有效计算方法获得最优门限值。