随着经济的增长、社会的进步和人们物质生活及精神生活水平的不断提高,新一代的移动通信系统期望能提供更高的数据传输率、更好的通信质量、支持更快的终端移动速度,满足这些要求的最有效途径是在系统中采用多根发送和接收天线的多输入多输出(MIMO)技术。业已证明MIMO系统具有比单输入单输出(SISO)系统大得多的信道容量。另一方面,在正交频分复用(OFDM)系统中,MIMO空时编码和频率分集技术的结合可以有效对抗频率选择性多径衰落,实现宽带系统中数据的鲁棒传输。本文围绕这一热点课题展开,首先研究了MIMO系统的信息论基础,对使用多个发射、多个接收天线的MIMO系统的信道容量进行理论推导,证实了使用MIMO系统可以达到比传统单发单收无线通信系统高得多的信道容量的结论。其次详细阐述了分集技术及空时编码设计准则,在此基础上,研究了三种主要的空时编码技术,重点研究垂直分层空时码(V-BLAST)的译码算法,从理论分析和仿真结果两个方面作了详细的比较。最后为了提高空时编码在频率选择性衰落信道下的性能,将空时编码和OFDM技术相结合。研究STBC-OFDM系统,理论分析了该系统接收端的信噪比性能。并基于对分层空时码和空时分组码的分析研究,在OFDM系统下,提出了一种结合STBC的分层空时码(BLAST+STBC)的编译码方案。此方案编码考虑分集度和速率的折中,译码简单,理论分析表明接收端只需要一根天线就可实现译码,大大降低了接收机的复杂度。最后通过定点仿真证实了该方案的可行性。