近年来,随着人们对于无线通信需求的不断提升,下一代移动通信LTE系统的目标是为用户带来更高的传输速率以及更优的传输质量。采用了MIMO-OFDM技术的LTE系统能够显著增加频谱效率以及数据传输速率。其中,MIMO系统利用发射端信道状态信息,对发送数据进行预处理,可以有效减小干扰并提升MIMO系统容量。在FDD系统中,移动台通过有限反馈将信道质量指示信息传送给基站,并将其作为预编码的依据。而在TDD系统中,上下行数据传输采用同一频率,往返路径经过的无线信道环境相同,因而基站端BS可以通过对上行信道估计获得的上行信道状态信息来获知下行信道状态信息。利用信道互易性,TDD系统不仅可以有效地避免有限反馈造成的开销,同时也避免了由于量化造成信道状态信息的不准确。然而,在实际传输过程中,互易性受到诸多因素制约,造成应用的困难。一方面,信道互易性仅存在于相干时间范围内,当信道时变剧烈,信道互易性只存在于较短时间。另一方面,信道估计误差、信道时变性、射频器件的非理想性以及上下行干扰模式的不对称等都会导致信道互易性在一定程度上的损失,造成基站BS无法通过上行信道状态信息直接获知下行信道状态信息。本论文主要从MIMO系统容量以及误码率角度,分析信道的时变性对于信道互易性的影响。并提出了一种自适应的信道预测算法作为补偿方案,同时考虑了该方案在TD-LTE系统中结合预编码技术的应用。本论文的创新性成果可以归纳为：第一,论文基于SVD分解,量化分析时变信道对于信道互易性在MIMO系统容量方面的影响。为了补偿时变信道对于信道互易性的影响,论文通过研究AR模型和卡尔曼滤波器等信道预测算法,提出了一种基于卡尔曼的自适应多步预测算法。该算法通过跟踪预测误差的变化趋势,自适应地调整预测阶数以及预测步长,进而可以在算法复杂度以及算法的准确度方面取得最优折中方案。并且,由于该算法基于卡尔曼滤波器,算法性能对移动台移动速度敏感度较低,即论文提出的算法在较高速移动场景下,亦可保持较准确的预测性能。第二,论文考虑了TD-LTE系统中将信道预测与非码本预编码结合的具体实现方案。首先,由于利用TDD系统互易性进行非码本预编码可以避免反馈带来的额外开销,并且避免码本预编码方式造成的量化误差。因此,论文将重点讨论TD-LTE系统下利用信道预测的非码本预编码方式。其次,论文深入分析了TD-LTE帧结构,提出了一种自适应双模式切换的信道预测方案。即当移动台车速较低的情况下,可以选择基于帧级别的预测方案,而当移动台车速较高的情况下,可以自适应地选择基于子帧级别的预测方案。该方案有效地平衡了算法的复杂度和准确性,也方便了工程实现。此外,论文还利用TD-LTE链路级仿真平台,对比了不同车速下,信道预测与非码本MMSE预编码相结合时的性能。总而言之,论文深入分析了基于信道预测对于互易性损失的补偿方案,提出了一种自适应的信道预测方案,从算法复杂度和算法准确性两方面取得了最优折中。另外,论文还针对TD-LTE系统,将信道预测与非码本预编码结合,使TDD信道互易性得到更好的应用。