在过去十多年内,我们见证了对支持包括语音、视频、电子邮件和网页浏览等广泛应用的可靠高速率无线通信链路需求的空前增长。提供这样的可靠链路是具有挑战性的,在高速无线应用系统中其他的挑战还包括可用宽带的贫乏、发射功率的严格限制、硬件复杂度和费用要求等。随着频谱的匮乏以及新的无线应用系统数目的稳步增长或者已有无线应用的扩展,如何支持这些应用成为了一个显著的难题。多输入/多输出系统(Multi-Input Multi-Output, MIMO)应运而生。MIMO作为未来无线通信中的关键技术,可以有效抑制多径衰落、扩展信道容量、大幅提升数据速率和传输可靠性、提高频谱利用率和系统容量、降低成本。空时编码是MIMO技术的重要研究内容,也是当今无线通信领域研究的热点。使用空时编码(STC)是达到或接近MIMO无线信道容量的一种可行、有效的方法。空时编码是一种用于多发射天线的编码技术。该编码在多根发射天线和各个时间周期的发射信号之间能够产生空域和时域的相关性。空域分集就是利用空间上分离的多个发射信号样本或多个接收信号样本(多个不相关的信道)来对抗多径衰落。这种空时相关性可以使接收机克服MIMO信道衰落和减少发射误码。代数空时编码是在空时分组码和空时分层结构的基础上发展起来的,它将许多空时编码方案作为它的特例,是空时编码更为一般的表达形式。本文的研究主要包括以下几个方面：(1)分析了协作分集的原理,研究了协作分集对空时编码的影响以及在MIMO传输中的优点,通过后面的仿真证实了使用空时协作技术之后误码率有一定的降低,性能有所改善。(2)研究了基于分布式空时编码的球形译码,主要包括球形译译码的原理、推导过程以及仿真结果。仿真是基于QAM的调制方式。仿真结果表明,无论MIMO系统的天线数,从性能上看最大似然译码性能最好,二范数球形译码性能要损失的dB很小,从仿真时间来看,最大似然译码耗费时间要比二范数球形译码长很多,故用二范数球形译码来接近最大似然译码是较佳的。(3)研究了基于代数理论协作分布式的空时分组码,该种码是线性的,但不满足正交或准正交设计关系。首先建立了协作信道模型,然后设计出发射天线数为2、接收天线数也为2的分布式空时分组码,采用球形译码算法进行译码,最后将传统的、协作的、基于代数理论的以及基于代数理论协作的分布式空时分组码分别进行了性能仿真。仿真结果表明基于代数理论并采用协作技术所设计的分布式空时分组码可以降低系统误码率,提高系统性能。(4)提出了四元数应用于分布式空时编码的技术。通过仿真表明,这种技术能改善系统的性能,降低系统的误码率。