多输入多输出(MIMO)系统下的空时编码技术将天线阵列与编码有机地结合在一起,可以有效抵抗信道的衰落,提高了系统的传输可靠性,因此成为未来无线通信系统的关键技术之一。多用户协作分集使单天线用户可以按照一定的方式共享彼此的天线,从而形成一个虚拟的MIMO系统,为MIMO多天线技术的应用提供了更广阔的空间。近年来提出的完美空时码具有满速率、满分集的特性,达到了分集复用的最优折衷,是综合性能最好的空时编码之一。然而,完美空时码的译码复杂度较高,这大大限制了它在实际系统中的应用。本文主要对完美空时码低复杂度的译码算法,以及其在多用户协作分集系统中的应用进行了研究。首先,本文简要介绍了MIMO系统模型和空时编码的设计准则,并论述了MIMO系统分集增益和复用增益的最优折衷关系。在此基础上,从分集复用折衷的角度,对Alamouti空时码、分层空时码和完美空时码的性能进行了分析和比较,并给出了它们折衷关系的表达式。然后,在深入研究已有译码检测算法的基础上,针对完美空时码,本文提出了基于码字间关系的译码算法和减格辅助PDA译码算法,并对这两种算法进行了仿真。仿真结果表明,这两种算法在保证译码精度的同时有效降低了译码复杂度。在多用户协作系统中,本文首先介绍并分析了三种基本的协作通信模式——放大前传(AF)、解码前传(DF)和编码协作(CC)。之后,本文将综合性能最优的完美空时码与多用户协作系统相结合,提出了基于AF模式和DF模式的完美空时码协作传输方案。仿真结果表明,将完美空时码应用于多用户协作系统中,可以同时保证用户的传输速率和传输质量,从而提高了系统的整体性能。