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MC-CDMA和多输入多输出(MIMO)的空时分组码(STBC)等技术已经成为未来移动通信系统的关键技术，将这些技术巧妙地融合到一起能够在很大程度上有效的提高系统的容量和性能，满足未来移动通信的要求。因此，论文主要对MC-CDMA和STBC-MC-CDMA系统的空时信号处理技术进行了比较全面的分析和研究。
论文首先提出了一种改进的MC-CDMA接收机结构，该结构允许每一个子载波经历频率选择性衰落信道，消除了传统MC-CDMA方案对扩频序列的切普周期和传输符号周期的限制。同时，给出了信号合并策略和理论上的性能分析，并通过仿真进行了验证。结果表明改进的结构将在很大程度上提高多载波CDMA系统的性能、容量、服务质量和频谱效率。
论文其次在改进的MC-CDMA接收机结构的基础上，提出了一种STBC-MC-CDMA系统上行链路空时接收机结构、信号合并策略，进行了理论上的性能分析，并通过仿真进行了验证。结果表明通过联合的空、时、频域信号处理，能更好地抑制干扰，获得空、时、频分集增益，将在很大程度上提高多载波CDMA系统的性能、容量、服务质量和频谱效率。
最后，针对STBC-MC-CDMA系统的下行链路，论文提出了一种基于子空间的盲信道估计算法，并利用多用户检测技术对系统的性能进行分析。仿真结果表明所提出的信道盲估计算法和多用户检测技术的可行性和有效性，并显著地改善了系统性能。