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差分空时频码(Differential Space Time Frequency, DSTFC)能充分利用多入多出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)系统提供的空间、时间和频率资源改善其平均误比特率(Bit Error Rate, BER)性能。DSTFC码的译码采用无需信道状态信息(Channel State Information, CSI)的差分检测技术,与相干检测相比,差分检测有约3dB的误码性能损失,多符号差分检测(Multiple Symbol Differential Detection, MSDD)算法能一定程度上弥补这一差距,然而,MSDD算法的译码复杂度会随着观测窗口长度的增加呈指数增长。球形译码(Sphere Decoding, SD)算法能够获得接近最大似然(Maximum Likelihood, ML)译码算法的平均BER性能,为了降低MSDD算法的译码复杂度,本文提出将SD算法和MSDD算法相结合的多符号差分球形译码(Multiple Symbol Differential Sphere Decoding, MSDSD)算法。将差分空时分组码(Differential Space Time Block Codes, DSTBC)和DSTFC码的编码原理运用到协作通信系统中可构成分布式DSTBC码和分布式DSTFC码；双向(Two Way, TW)通信系统可以有效的提高分布式协作通信系统的频谱效率,本文研究分布式DSTBC码和分布式准正交差分空时分组码(Quasi Orthogonal Differential Space Time Block Codes, QODSTBC)的译码算法和TW通信系统中块对角分布式DSTFC码的构造及其误码性能。第一章介绍了DSTBC码和DSTFC码的构造及其译码算法、分布式DSTBC码和分布式DSTFC码的研究现状并引出本文的主要工作。第二章提出了差分酉空时频码(Differential Unitary Space Time Frequency Codes, DUSTFC)的MSDSD算法,推导其判决准则并给出译码流程图。仿真结果表明MSDSD算法能以低译码复杂度改善DUSTFC码的误码性能。第三章研究分布式DSTBC码的译码算法,提出了基于MSDD的两中继分布式DSTBC码的低译码复杂度M算法。推导平坦Nakagami衰落信道上采用M-DPSK调制的两中继分布式DSTBC码的平均BER性能理论上界表达式。理论计算和仿真结果表明,采用M算法的分布式DSTBC码的误码性能会随着信道衰落系数的增大或者观测窗口长度的增加而改善；两中继分布式DSTBC码的平均BER性能理论上界计算结果与仿真结果近似一致。第四章研究TW通信系统中分布式块对角DSTFC码的构造及其误码性能。仿真结果表明,块对角DSTFC码的误码性能优于相同数据速率条件下DUSTFC码的误码性能；时域DSTFC差分编码的误码性能优于频域DSTFC差分编码的误码性能。第五章为本文结论。