在后三代移动通信系统的研究中，人们将焦点更多的集中在如何将时域资源、频域资源、空间资源、码字资源以及功率资源等多维资源联合优化。从技术角度来说，后三代移动通信系统的研究，在物理层的几个关键技术有：正交频分复用(Orthogonal.FrequencyDivisionMultiplexingOFDM)技术，多输入多输出(Multiple-InputMultiple-OutputMIMO)技术，以及多用户联合检测技术等等。 MIMO技术通过多个发送和接收天线大大提高了无线信道的容量。空时编码是近几年发展起来的适用于多天线信道的一种编码方案，它综合了空间分集和时间分集的优点。多载波技术(OFDM、MC-CDMA)能够有效地抵抗符号间干扰且能提高频谱利用率。将MIMO和MC-CDMA结合的技术已经成为下一代移动通信的核心技术之一。 本文首先从MIMO系统的信息论角度对使用多个发射、多个接收天线的MIMO系统的信道容量进行理论推导，得到了使用MIMO系统可以达到比传统单发单收无线通信系统高得多的信道容量的结论。然后详细介绍了OFDM、MC-CDMA系统原理，给出MC-CDMA发射和接收机模型，并结合MIMO给出MIMOMC-CDMA系统模型。 然后论文研究了主要空时编码技术的编译码算法及其性能，分析了AlamoutiSTBC编译码方案并将其推广到多根天线的情况，得出正交的分组码在发射天线数多于2时，不能达到全码率的结论。论文还介绍了空时格码(STTC)和分层空时编码(BLAST)的编码方案，研究分析了无需信道估计的差分空时分组编码(DSTBC)的编译码算法，通过仿真与STBC的误码性能进行比较。 论文最后对空时分组编码(STBC)和全码率的循环空时编码(CSTBC)、联合延迟码(UD-STC)在MIMOMC-CDMA系统中的应用进行了研究，推导和分析了这三种编码同MC-CDMA结合的编译码方案及其性能。论文还介绍了一种用于STBCMC-CDMA系统的LMMSE多用户检测算法，仿真结果表明其相比于普通的最大比合并(MRC)算法能更好地抑制多址干扰(MAI)。