随着人们对无线通信系统数据传输速率和服务质量要求的不断提高，需要新的技术来提高频谱效率和改善链路性能。通过在发射机和接收机两端均使用多天线，可以显著提高频谱效率和链路可靠性，这就是多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术。MIMO系统能够提供分集增益和复用增益。空时块码(Space Time BlockCode，STBC)和分层空时码(Layered Space Time Code，LSTC)分别可以供分集增益和复用增益。 论文首先简单介绍了无线信号的传播方式和无线信道的基本特性，并讨论了MIMO系统的模型及其容量。 第3章分析了MIMO信道空时块编码的原理及其检测算法，讨论了延迟分集方案和Alamouti方案，并进一步讨论了由Alamouti方案推广的一般STBC编码的原理及其检测算法。 第4章讨论了MIMO信道分层空时码的编码原理及其检测算法。主要介绍了两大类空时编码方法，即HE和VE。论文对HE的变种D-BLAST进行了简单介绍之后，重点介绍了VE的变种V-BLAST及其各种检测方法，包括ZF、MMSE、ZF/MMSE-SIC、ZF/MMSE-OSIC、ML、SD检测算法等，对其中的ZF-OSIC、MMSE-OSIC和ML检测算法进行了仿真及性能分析。在基于QR分解的SD算法基础上提出了一种新的QR-SIC-MSD算法，该算法具有接近ML算法的性能，而计算复杂度较低。 第5章详细介绍了一个多天线收发试验系统的设计工作，并给出了部分初步测试结果。 最后对本文进行了总结。