空时编码技术应用于多输入多输出(MIMO)无线通信系统之中，主要考虑如何将调制后的符号在空间维和时间维上进行分配传输。它可以提高整个通信系统的吞吐量，或者可以提升系统的误码性能，或者二者兼而有之。 本文第二章分别建立了MIMO系统在平衰落信道以及频率选择性衰落信道下的输入输出模型并分析了信道容量。特别地，建立了用于抵抗频率选择性衰落的MIMO-OFDM系统的模型，给出了MIMO-OFDM系统在频域上的等效输入输出关系。本章还对空时码在平衰落信道下的误码性能进行研究，并给出空时码的设计准则--最大化分集增益和码增益的准则。此外还研究了空时码在频率选择性衰落信道中所能达到的最大分集增益。 考虑到星座预编码技术在空时编码技术中的重要作用，且本文所研究的大部分空时编码都将与它相关联，第三章研究了星座预编码技术的基本理论、相关的代数知识以及星座预编码矩阵的构造方法。 在第四章中，本论文研究了平衰落信道下的几种空时码。它们的误码性能和信道容量都获得了分析。其中，正交空时分组码具有最低的译码复杂度，但是它的速率却较低，当发射天线数大于2时，它的速率将小于1。对角空时码虽然可以达到速率为1的传输，但是译码复杂度却升高了。对角空时码的另一个缺点是具有较高的峰均比。恒模线性复数域空时码可以看作对角空时码的一种变体，它的优点在于具有较低的峰均比。前面几种空时码虽然有好的误码性能，但是它们共同存在的一个缺点是速率较低。纹状代数空时码克服了这一缺点，它既可以获得最大的分集增益，同时还具有较高的速率，但是接收端要承担非常高的译码复杂度。在实际中可以通过减小分集增益或者符号速率来降低译码复杂度。 第五章针对频率选择性衰落信道，研究了应用于MIMO-OFDM系统中的空时码并分析了它们的误码性能以及信道容量。为了获得频率分集，空时码除了要在空间维上进行编码外，还需要在一个OFDM符号内的多个子载波上进行编码。我们将称它们为空频码或者空时频码。空频码或者空时频码可以与一些平衰落信道下的空时码的设计方法相结合，例如与正交空时分组码、纹状代数空时码等相结合，并辅助以频率维上的编码，这样它们既可以获得空间分集，又可以获得频率分集。本章还研究了一种使用数字相位扫描的空频码(SF-DPS码)，它可以将多发送天线信道等效为单发送天线信道，同时将发送分集转化到等效信道的频率分集之中，这样只需要在频率维上进行编码就可以同时获得发送分集和频率分集。本论文在此基础上提出一种改进的数字相位扫描方案，这种改进方案将原多发送天线信道等效为双发送天线信道。此方案既可以与正交空时分组码相结合构成一种空时频码以获得更低的译码复杂度，也可以与纹状代数空时码相结合构成一种空频码以获得更好的速率。