在无线数字通信系统中使用多输入多输出(MIMO)技术被认为是现代通信发展的重大突破,能够获得比单输入单输出(SISO)系统更高的传输速率。MIMO系统的核心思想是空时处理,利用空时码(STC)的优势在富散射的无线环境中有效的利用无线衰落信道的多径特性。目前STC技术主要用于两个分支,一类面向速率的编码方式,基于数据复用的思想,多根天线上传输携带不同信息的数据流,接收机通过某种处理技术将各天线信息加以区分,从而提升系统整体传输速率,增大多天线系统的吞吐量,频谱效率能够达到Nt个符号每使用信道；另一类是面向错误性能的编码方式,基于分集的思想,发端为提高系统的可靠性,将数据流用空时码进行处理并在多根天线上发射出去,由于各天线上数据同时处于深衰落的概率很小,从而保证了信息流的准确接收,频谱效率不会超过1符号每使用信道。本文主要研究面向错误概率的编码方式,即分集技术方案,并在以下几个方面进行了创新性的研究。1.、自适应满速率满分集且线性译码的空时块编码针对当发射天线数目大于2时,空时块编码(STBC)不能够同时满足完全正交和速率为1的限制问题,设计出了一种闭环自适应空时块编码方案,根据信道状态信息选择性能最优的空时块编码作为发送方案,能够达到速率为1,且线性最大似然(ML)译码。同时由于能够线性译码,可以计算出处理后信噪比(post-SNR),因此还能够与现有系统中基于处理后信噪比的技术相结合,例如自适应调制编码(AMC),指数有效信噪比映射(EESM)等。仿真结果表明,无论是错误性能,还是译码复杂度都要优于现有的方案。2.重传中的自适应空时块编码针对采用空时块编码的多输入多输出系统中进行混合自动重传请求(HARQ)的问题,提出了重传中自适应变换重传空时块编码的方案,能够根据信道状态信息选择重传空时块编码方案,使得接收端合并后的等效空时块编码性能最优,并且可以简化译码复杂度为线性ML。仿真结果表明,所提方案不但在错误性能上要优于传统的Chase合并(CC)和增量冗余(IR),并且在译码复杂度上具有本质上的优势。3.针对多层空时块编码的简化球形译码算法针对基于多层空时块编码进行叠加的高速率方案,设计了一种简化的球形译码(SD)算法,能够在不损失任何性能的前提下,降低译码复杂度,且随着信号星座图的增大,优势越加明显。仿真结果表明,所提算法的译码复杂度要低于现有的简化球形译码算法。4.针对分级业务的自适应中继转发算法在中继协同系统中,针对不同优先级的业务,提出了一种自适应中继转发方案,能够根据基站、中继和用户三者之间的信道质量,在优先保证高优先级数据流正确传输的前提下,尽量传输低优先级数据流,从而达到提高整个系统的传输速率的目的。仿真结果表明,采用所提中继转发方案的吞吐量要优于传统的固定转发方案。