多输入多输出(MIMO)技术通过在收发端同时配置多根天线,可以在不多占用频谱以及发射功率资源的条件下显著提高系统信道容量,已成为下一代蜂窝通信系统的关键技术。支持MIMO传输的第三代合作伙伴组长期演进项目的时分版本(The3rd Generation Partnership Project Time Division-Long Term Evaluation,3GPPTD-LTE)在国内即将开始商用,相应多天线终端也将进入市场。多天线终端中的MIMO天线性能优劣将影响MIMO收发机间等效传输信道的增益、相关性等重要指标,并将最终影响MIMO传输的有效性与可靠性。因此为了能有效发挥MIMO传输技术的性能优势,有必要针对终端MIMO天线性能及其对MIMO传输性能的影响进行研究和评估,一方面可以为终端MIMO天线设计提供理论依据,另一方面也为MIMO终端天线辐射性能的检测评估提供测试方法。MIMO天线包含多个天线辐射单元,除了传统单天线的辐射性能指标外,其多个天线单元间的互耦、隔离度等等也对MIMO天线辐射与接收性能有着较大的影响,因此传统单天线终端的天线空间辐射与接收性能测试评估方法无法胜任MIMO终端天线性能的测评,必须要专门针对MIMO天线研究新的天线性能测评方法。由于目前蜂窝系统对于多天线终端只支持下行多天线接收,而不支持上行多天线发射,因此本文主要研究MIMO天线的接收性能测评方法。考虑到多天线终端在传统蜂窝网络中可能进行单数据流接收,而总全向接收灵敏度(TRS)是衡量终端进行单数据流接收性能的重要指标,因此首先研究了多天线终端的TRS测试方法；然后针对不包含后端射频电路的无源MIMO天线,研究了其MIMO接收性能的测评方法,评估无源MIMO天线自身对MIMO传输系统性能的影响；考虑到无线终端机身对MIMO天线辐射性能有影响,并且终端后端信号处理等也会影响其MIMO接收性能,进而研究了包含终端在内的有源MIMO天线接收性能测评方法；最后基于上述理论工作,搭建了多探头全电波暗室测试系统,提供一整套TD-LTE终端单输入单输出(Single-Input Single-Output, SISO)及MIMO空口(Over-the-Air, OTA)测试解决方法。本文主要创新工作有以下几点：第一,提出了一种新的多天线终端TRS评估方法。分析了多天线终端中多路接收信号合并处理算法对接收灵敏度的影响,分析结果表明终端信号合并处理算法对接收灵敏度有较大影响,因此提出在进行TRS测试时,将终端信号合并处理模块一并纳入测试范围。与现有方案相比,能够更准确地评估终端接收机进行单数据流接收时的接收灵敏度,同时节省了50%以上的测试时间。第二,提出一种新的基于方向图信息的无源MIMO天线性能评估方法。所提方法使用MIMO天线复方向图,结合给定的空间信道模型,计算当被测天线用于接收时的MIMO信道相关特性,然后基于MIMO信道接收相关阵与MIMO信道容量间的研究结果,直接评估MIMO接收天线对最终端到端可达数据率的影响。另外针对无源MIMO天线方向图的测试,提出在被测无源天线后端连接多天线终端,使用终端对基站模拟器下行参考信号的检测结果来测量每个接收天线单元的功率幅度响应以及多个天线单元相位响应的差异,从而得到多天线方向图测试结果,与传统的对各个天线单元逐个进行测试的方法相比,所提方案复杂度较低,而测试结果与传统方案差异很小。第三,针对有源MIMO天线的性能评估,提出了一种基于二维多探头暗室进行三维空间信道场景的仿真测试方法,可以使用复杂度和成本相对较低的二维多探头全电波暗室,测试终端在三维几何空间信道模型下的接收性能。仿真测试结果表明,所提方案得到的终端性能评估结果与直接在三维信道下的仿真测量结果较为接近。另外,针对多探头全电波暗室内二维空间信道的仿真方法进行了分析,针对不同二维信道模型对暗室内测试天线个数和位置进行了优化,在保证暗室内信道仿真准确度的前提下最小化所需测量天线个数,降低系统复杂度。第四,基于多探头全电波测试方法,研究了适用于TD-LTE制式的0TA测试解决方案,搭建了一整套单天线和多天线终端的LTE OTA联合测试系统,并对系统的输入输出校准、信道模型验证以及下行功率控制等关键环节进行了研究,保证测试结果的准确性；并基于已有的测试结果样本对未来TD-LTE终端天线辐射与接收性能的标准化方向进行了讨论。