多输入多输出(MIMO)技术可以在不增加系统带宽与发射功率的情况下,成倍提高系统信道容量与带宽利用率。作为MIMO系统关键技术的空时编码,又可以大大改善系统的可靠性,降低误码率。空时编码主要包括空时分组码(STBC)及空时格型码(STTC)。由于STBC在编译码方面相对都比较简单,因而应用更为广泛。但是,经前人研究表明,STBC存在码率较低的问题,即信道利用率不高。本文在无线信道传播特性的基础上,首先分析了MIMO系统建模以及各个模型(包括单输入单输出(SISO)、多输入单输出(MISO)、单输入多输出(SIMO))的信道容量。然后从信道容量角度对几种经典的STBC(包括正交空时分组码(OSTBC)和准正交空时分组码(QOSTBC))进行了分析。最后,针对STBC码率较低的问题,本文研究了发射天线数分别为3和4时的高速率全分集的非正交空时分组码。参照Alamouti码及QOSTBC的编码结构,提出了两种新的编码方案,其码率都可达到2bits/s,即可以在4个时隙内发送8个调制符号。为了减小译码复杂度,本文针对所提出的两种新的编码方案之一采用条件最大似然译码(ML),而对另一种编码方案采用基于ML关系式的分组译码。此外,本文还从信道容量角度对这两种编码进行了相应地分析。通过计算机仿真验证,其中一种编码方式具有很好的误比特率性能,而另一种编码则在互信息方面性能表现优异。