随着无线通信技术的不断发展，提高频谱利用率已经成为评价通信系统先进性和时效性的一项关键指标。多输入多输出(MIMO)的空时编码技术是实现未来带宽资源日益紧张的高速无线数据通信系统的重要技术，它结合了信道编码、调制和接收端的信号处理，能够充分利用无线信道中多散射体环境所造成的多径，提高信号的抗衰落性能。超正交空时编码(SOSTTC)是近几年空时编码领域研究的热点，它结合了传统的空时分组编码码(STBC)和空时网格编码(STTC)的特点，使得空时编码同时具有了空间分集特性和网格编码增益，是一种高效的先进编码技术。 天线极化分集技术，通过天线的电场和磁场耦合极化的特性，将单根天线极化成了具有水平极化成分和垂直极化成分的多极性结构，各极性间传输特性相对独立[1]。这种天线结构的提出，使得利用单天线系统实现MIMO结构成为可能。它在实现MIMO高速传输的同时，大大减少了传输天线的数目，无论是对于发射端(Node B)或是移动终端(UE)来讲都极大的节约了成本，使得通信设备更佳轻巧便携。 本文在研究MIMO系统空时编码准则的基础上，针对空时编码在空间分集和极化分集联合传输系统中的应用做了深入的研究，主要工作在于： (1)在原有的空时2维信道的基础上，利用极化天线的传输特性，对3维的空-时-极化信号传输模型进行了分析，并进行了信道建模。 (2)利用原有的SOSTTC结构，针对空-时-极化3维传输系统，提出了一种更适合3维信道传输的空-时-极化3维编码方案，该方案相比于原有编码传输结构具有更低的传输差错概率、更高的编码效率，并且减少了发射和接收端的天线数目。 (3)将提出的空-时-极化3维编码方案扩展到了空-时-Turbo-极化编码方案。该种编码方案具有更高的编码和交织增益，性能可以极大的向香农限靠近。