未来无线通信中日益增加的语音业务、数据业务和宽带Internet业务,在传输速率、服务质量和系统业务容量等方面的要求与日俱增,因而需要先进的无线通信技术以提高频谱利用效率和链路可靠性。在过去的几十年中,无线通信领域已经取得了几项重大的技术突破。其中,多输入多输出(MIMO)和正交频分复用(OFDM)技术在学术界和工业界都得到了广泛的关注,本论文的主题正是MIMO-OFDM系统中的空时信号处理。本文首先讨论了平衰落信道中的信号处理及检测技术。第2章回顾了空分复用和空时编码这两类MIMO技术的研究现状。对于正交空时分组码(STBCs),考虑到当信道不再满足准静止假设时,其传统检测算法将会受到单元间干扰(IEI)的影响从而呈现出误差平台。我们提出了一种改进算法ZF-PIC,该算法有效地提高了快衰落信道下信号检测的鲁棒性。第3章和第4章的讨论侧重于频率选择性衰落信道中的空时信号处理。第3章介绍了多载波通信技术,推导了MIMO-OFDM系统的传输模型,并且给出了空频码的设计准则。为了说明空频编码和空时编码的区别,我们以SFBC-OFDM和STBC-OFDM为例进行了性能分析。第4章提出了一种基于线性星座预编码(LCP)的MIMO-OFDM系统方案Full-Rate SFC,并详细讨论了其发射端的空时信号处理和接收端的检测算法。由于实际系统中的OFDM子载波数通常较多,为了降低检测复杂度,我们进一步提出了一种Full-Rate SFC的简化检测算法。第五章讨论了Full-Rate SFC检测算法的DSP实现,并给出了一些在TI公司的TMS320C6416平台上开发定点程序的规则。