基于多输入多输出(MIMO)技术的空时编码技术将信道编码和天线分集技术相结合，能在不增大发射功率和不扩展频带的前提下提高无线衰落信道的通信系统容量和通信质量，满足未来无线移动通信对高速数据传输的要求。与传统空时编码不同，差分空时编码不需要任何信道状态信息，在通信终端处于高速移动环境下的快速衰落信道中仍能保持较好的性能。 本文首先分析了无线MIMO通信系统模型，讨论了各类空时编码技术的设计准则和编译码方案，对空时编码的性能特点进行总结比较。然后分析了不需要信道状态信息的差分酉空时编码调制技术，讨论了不同信噪比情况下的星座构造准则，研究了基于最优分集乘积准则的群结构、矩阵旋转和正交设计差分酉空时码的星座特点，对三种星座的性能进行了仿真，比较了各自的优缺点。 传统的差分酉空时编码仅仅考虑了单电平发射功率，限制了高信噪比时性能的提高。本文重点研究了基于多电平的差分酉空时编码技术，通过在单电平星座码字内引入电平相位变化因子，提出了一种改进的多电平差分酉空时编码星座构造方案，在相同的星座尺寸下，多电平星座扩大了星座点之间的最小距离，提高了星座集的分集乘积；推导了多电平差分酉空时编码的最大似然译码方案，分析了译码算法的复杂度，并对改进的多电平星座性能进行了实验仿真。仿真结果证明多电平的差分酉空时编码的性能比传统的差分酉空时编码有着明显的优势。