为了迎接WiMAX等移动宽带无线接入技术市场的挑战，2004年3GPP启动了UMTS标准的长期演进版本-LTE。2008年3GPP开始了面向LTE的平滑演进LTE-A技术的研究。LTE-A引入了多个关键技术，包括载波聚合、中继技术、多天线技术、多点协作技术等。LTE-A多天线系统中可支持发射天线数增加到8天线，在8天线有限反馈系统中3GPP提出双码本预编码技术，双码本预编码码本设计以及码本选择成为LTE-A系统中需要解决的关键问题。同时，LTE-A系统中引入中继技术来提升小区边缘用户性能、增加小区覆盖面积能力。中继传输引入新的传输节点，使得LTE-A系统的结构更加复杂，为了降低中继节点带来的干扰，需要对现有频谱进行合理分配，从而有效提高系统整体容量和边缘用户频谱效率。　　本文首先介绍LTE-A系统基础知识及关键技术，给出LTE-A系统链路级仿真平台搭建流程图。LTE-A链路级仿真平台是在LTE仿真平台的基础上，根据3GPP36系列物理层协议添加多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)模式7-9，构建出符合要求的LTE-A链路级仿真平台。论文完成了LTE-A链路级仿真平台的搭建，包括调制编码、预编码、信道产生、信道估计、MIMO解码、结果统计等模块的详细设计说明。链路级仿真平台支持LTE-A标准中的全部MIMO传输模式，其中模式5为多用户传输模式，其他均为单用户模式。　　然后，论文第三章主要讨论双码本预编码技术，详细介绍了基于DFT固定码本的单码本设计方法和3GPP R10中双码本设计方法，分析固定码本的优缺点，提出一种基于格拉斯曼差分码本的双码本码本设计方案。该方案利用格拉斯曼码本的性质，随着信道信息的变化实时地更新码本集合，使其更好的追踪到信道信息、减小量化误差，从而提高多天线系统性能。文中还讨论了两种双码本选择算法:联合选择算法和两级选择算法，从复杂度、延时和性能等方面进行分析，结果表明两级选择算法优于联合选择算法。　　接着，论文第四章搭建了LTE-A中继网络系统级仿真平台。LTE-A中继网络系统级仿真平台是在LTE-A传统蜂窝网络的基础上添加中继网络，主要仿真模块包括:中继网络拓扑、用户生成、用户接入、信道模型、调度与自动混合重传(Hybrid Automatic Repear Reques，HARQ)、链路级到系统级(Link-Level to System-Level，L2S)接口映射、上行反馈等。在仿真平台实现后，根据不同的校准场景对系统级仿真进行一致性校准，仿真结果显示与3GPP技术文档结果一致，验证了中继网络系统级仿真平台的有效性。　　最后，论文针对中继网络资源分配方案进行了研究。在传统蜂窝网络资源分配方案的基础上，提出一种定向中继部分频率复用(Fractional Frequency Reuse，FFR)资源分配方案。此方案中中继传输链路与基站传输链路占用同一可用频带，通过相邻扇区占用交错频带降低中继与基站间的干扰。相比全向中继网络，定向中继能带来更大的系统性能增益。接着本文介绍了三种用户接入算法并对其性能进行分析对比，得出了基于信干噪比接入算法性能最优的结论。