随着多媒体移动通信等新业务的发展，频谱资源日益紧张。人们持续增长的需求与有限频谱资源之间的矛盾成为研究高频谱利用率技术的动力和挑战。众多新技术中，基于多天线的多入多出无线通信结构已显示出无尽的潜力，成为充分利用空间资源的必然途径。它可以不需增加带宽和发射功率，大幅度的提高无线通信系统的信息容量和传输速率，从而提供远高于传统单天线系统的频带利用率。本文对基于隐训练序列的MIMO信道估计及其空间相干性进行了深入地研究。主要内容概括如下：首先介绍了多入多出无线通信的研究背景和基本概念，并与其他新技术做比较以突出研究的必要性和必然性。然后，详细阐述了在多入多出无线通信领域正受到关注的和仍有待解决的基本问题，指出了本文的研究方向。然后概述了空时无线信道模型及其多普勒扩展等特性，它为后续的MIMO信道估计奠定了理论基础。第3章主要研究了基于隐训练序列的MIMO信道估计问题，首先简要介绍了传统的信道估计方法，比较了基于隐训练序列的信道估计方法和传统估计方法各自的优缺点，然后在已有的三种信道估计方法的基础上，结合各自的优点，对基于循环叠加序列DFT的信道估计方案做出了改进，在保持了此种方法估计精度高的基础上，完全消除了接收端直流偏置对其估计精度的影响。第4章研究了多天线阵列小尺度分布条件下MIMO子信道间的相关性及其对空间分集增益的影响，在空间电磁波角度谱理论的基础上给出了分析此问题的统一方法。重点比较了均匀圆阵和均匀线阵在小尺度分布下的性能，证明了在空间电磁波谱均匀分布的条件下，均匀圆阵性能优于均匀线阵的结论。最后一章总结了本文所做的工作，并对MIMO系统未来发展方向进行了展望。