认知无线电技术与MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术结合形成了认知MIMO技术，能够获得更大的自由度，进一步提高系统性能和频率利用率。本文主要研究点对点的包含一个主用户和多个次用户的认知MIMO信道，利用干扰对齐方法消除用户间的干扰并对次用户进行加权功率分配，提高系统的信道容量。具体研究工作如下:　　 (1)利用信息论对离散认知信道、高斯认知信道、MIMO信道和高斯认知MIMO信道的容量域进行理论分析。分别给出了特殊离散认知干扰信道容量域和一般离散认知信道容量域的外界，特殊高斯认知信道容量域和一般高斯认知信道容量域的外界，MIMO各信道状态的容量表达式以及高斯认知MIMO信道容量域的内界和外界。这些容量域的结论都是在利用脏纸编码的前提下得到的。　　 (2)针对点对点的多用户认知MIMO信道，选择干扰对齐方法进行预编码，逐步对齐主用户以及次用户间的干扰，并在MATLAB环境下进行仿真，比较在增加次用户功率和增加次用户个数时干扰对齐方法的性能。实验表明次用户功率和个数的增加都不会对主用户的传输产生影响;但是次用户个数的增加会对次用户的传输速率和产生影响。在只对齐主用户干扰时，由于没有处理次用户间的干扰，次用户的总传输速率随用户个数增加而减小;在分布式干扰对齐时，当次用户个数增加到一定值时，由于次用户的自由度不足以对齐受到的干扰，总传输速率将由上升趋势变为下降趋势。　　 (3)为了进一步提升信道容量，在干扰对齐后对次用户进行了加权功率分配。首先利用梯度下降法对次用户进行功率分配并与平均功率分配进行比较，从仿真结果可以看出梯度下降法相对于平均分配有效提升了总传输速率。之后针对梯度下降法的缺点，进一步提出利用共轭梯度法进行功率分配，仿真结果表明此方法可以有效降低算法的迭代次数和迭代时间。