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多输入多输出（MIMO）调制技术可以提供空间分集增益和空间复用增益，它能够有效提高频谱利用率和信道容量，是目前4G和未来移动通信的关键调制技术。为了适应在高速移动的快衰落信道通信环境，Marzetta和Hochwald提出了非相干酉空时通信系统，该系统在调制和解调过程中不需要获取信道状态信息（CSI），因而无需占用信道带宽来发射导频信号。通过论证得出信道容量可达的非相干酉空时发射信号矩阵具有酉矩阵结构，Zheng等人将Grassmann流形这一数学工具引入到非相干酉空时通信的研究中，认为酉空时星座图的每一个星座点对应于Grassmann流形上的一个点。本文在国家自然科学基金项目“非相干MIMO通信系统编码调制关键技术研究”的资助下，重点研究了基于Grassmann流形的酉空时调制解调算法，提出了对跖结构酉空时星座图的设计方法及对跖结构酉空时星座图调制的简化解调算法。1）本文提出Grassmann流形上的酉空时矩阵框架结构，在该框架约束下，以Frobenius弦距离作为星座图构造的距离准则，通过设置合适的步长来改变酉矩阵中每个元素的幅值和相位，在Grassmann流形上搜索最小Frobenius弦距离大于阈值的星座点，并将该星座点的对跖点也纳入星座图中，从而构造L个星座点的酉空时星座图。仿真实验表明，用这种次优的搜索算法所得到的星座图与文献中已经发表酉空时星座图相比，具有更好的性能。2）针对Grassmann流形上非相干酉空时调制对跖星座图的结构特征，提出并证明了Grassmann流形上任意一对对跖点之间存在确定的恒等关系，并且在此基础上提出了基于最大似然的非相干酉空时码的简化解调算法，仿真实验表明该解调算法在计算复杂度比最大似然解调算法降低一半的情况下，性能保持不变。因此，该简化方案是一种最优解调算法。