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CDMA技术、多载波调制技术和多输入多输出(MIMO)技术是第四代移动通信系统中的几项关键技术，三者的结合能很大程度的提升系统性能，适合未来移动通信的需求，因而论文主要针对多输入多输出多载波CDMA系统上行链路空时信号处理技术做了较细致的分析。
论文首先提出了一种空时分组编码多载波DS-CDMA系统结构，对这种空时分组编码多载波DS-CDMA系统上行链路的性能进行了系统的理论上的分析，得到了误码率的闭合表达式，并通过计算机仿真进行了验证。结果表明这种空时分组编码多载波DS-CDMA系统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。
随后，针对空时分组编码多载波DS-CDMA系统，本文提出了一种基于子空间的盲信道估计技术，并在此基础上提出一种多用户检测技术。仿真结果说明此方法是行之有效的，并且通过多用户检测提高了空时分组编码多载波DS-CDMA系统的性能。
最后，本文提出了一种MC-DS-CDMA系统的V-BLAST检测方法，对系统上行链路的性能进行了系统的理论上的分析，得到了误码率的闭合表达式，并通过计算机仿真进行了验证。结果表明这种MC-DS-CDMA系统的V-BLAST检测方法在很大程度上提高了系统性能和频谱效率。