随着无线通信技术的快速发展,未来无线移动通信系统要求具有更高的数据率、更高的频谱利用率、更高的通信可靠性以及较低的发送功率。而多输入多输出(MIMO)技术由于其极大的系统容量,能够支持很高的数据速率并保证系统可靠性,因而成为无线通信技术的发展趋势,并成为B3G的首选技术。空时编码技术就是在MIMO系统基础上提出并发展起来的,它不仅具有很高的频谱利用率,而且具有很强的抗多径衰落的能力,因而能保证较好的通信质量,满足高速数据通信业务要求。本文即针对空时编码技术及其应用进行了深入的研究,主要内容如下:首先,本文对MIMO系统建立了数学模型,以便于后面的分析;然后针对MIMO系统性能的两个方面:复用和分集,进行了介绍和分析,并且对相应的空时编码设计中的两个方向:最大化复用增益的分层空时码和最大化分集增益的空时分组码进行了研究;最后从复用和分集折中的角度对上述两种编码进行了对比和总结,并通过仿真验证得到的结论。其次,本文研究了空时编码中线性分散码,它对空时编码设计进行了形式上的统一和总结,因而便于对分集和复用的综合考虑。文中对这种线性分散码的提出、研究和设计做了一个详细的分析和总结,并在此基础上进行改进,通过仿真可以看到改进方案可以优化编码和系统性能。最后结合近年来逐渐兴起的协作通信系统,本文研究了线性分散码在其中的应用。为了克服用户终端尺寸和多天线配置的难题,协作通信利用网络中闲置的天线资源作为信源的中继协助转发信息,形成分布式虚拟天线阵协作传输数据,在提高通信系统可靠性的同时,具有实际的应用价值。也正是因为其与MIMO系统的相似性,可以和比较成熟的空时编码技术结合,以获得更好的系统性能。本文对此进行了研究,对其性能进行了仿真和比较,证实了两种技术的结合确实提高了系统的性能和频谱利用率。