MIMO技术可以显著增加无线通信系统的信道容量,提高系统解码可靠性,已经被广泛应用到各种实际系统中。Alamouti空时分组码是著名的空时分组码方案之一,但是在快速变化的无线信道中,接收端无法有效获取信道状态信息,此时传统Alamouti空时分组码方案无法完成解码。针对这种情况,本文在已有差分空时编解码方案基础上研究了多用户MIMO系统的差分空时编解码方案,以两用户为例提出了几种多用户MIMO系统的差分解码算法,并给出了优化算法。首先提出一种基于正交空时分组码的多用户MIMO系统部分差分解码算法,只需一个用户的信道状态信息即可完成两个用户的解码。某个用户信号比较弱时可以依靠其他用户来实现对该弱信号用户的解码；然后在部分差分解码算法基础上给出一种完全差分解码算法,可以在没有任何一个用户信道状态信息时完成解码。针对解码时会出现无法有效区分两个用户的情况,给出了旋转预编码方案,增加两个用户区分度的同时也提高了算法性能。针对算法的某些特殊情况给出了有效解决方案。该完全差分解码算法复杂度较低,但性能与现有算法尚有一定差距；为进一步提高解码性能接着又给出一种基于多发射分组的累加联合解码优化算法,提高了解码性能,计算复杂度也仍然处于合理区间。在累加联合解码算法基础上通过引入延迟还可以进一步提高解码性能,但需要接收到一定数量的发射分组才能进行解码；最后为验证本文所提出算法的实用性,专门选择设计了基于DSP和FPGA的硬件平台,从存储空间、运算速度、计算复杂度等方面验证所提出算法的可用性。该硬件平台可以协助测试优化提出的解码算法,使所提出算法在追求性能的同时也兼顾到计算复杂度。仿真和实验表明,所提出的多用户MIMO系统差分解码算法与现有算法相比性能有所提高,并在存储空间和计算复杂度等方面有了较好的优化和改善。