卫星移动通信系统覆盖面积广、不易损坏,在某些场景下是移动用户获得通信服务的唯一选择。但卫星移动通信系统一方面需要面对超远距离传输带来的信号衰减问题,另一方面需要面对遮挡带来的非视距传输问题,传输可靠性难以保证。多输入多输出系统可以利用空间冗余获得分集增益、提高传输可靠性,空时码技术是体现多输入多输出系统的优良性能的具体实现技术。论文以卫星移动通信系统的空时码技术为主题展开研究工作。带地面中继的卫星通信系统既可以提供分集增益,又可以解决非视距传输问题。论文提出了一种利用地面中继构造的多输入多输出卫星移动通信系统,旨在不降低传输速率条件下,提高传输可靠性。论文推导了多输入多输出卫星移动通信系统的各态历经容量、中断概率、空时码的误码率性能公式,针对系统中存在多个相互独立的复杂随机变量的情况,采用了矩母函数分析方法分析性能,降低了计算复杂度。仿真结果表明,多输入多输出卫星移动通信系统性能优于采用转发协议的带地面中继卫星移动通信系统性能。带地面中继的多输入多输出系统卫星移动通信系统中,中继节点只能转发接收到的信号,传统的空时码方法不再适用。论文提出了一种基于最大互信息准则,采用梯度法的空时码设计方法。分析与仿真结果表明,所提出的空时码应用于多输入多输出系统中,能够获得接近满的分集增益,且误比特率性能良好。另外,论文还提出了相应的空时码球形译码算法,仿真结果表明,所提出的球形译码算法在牺牲少许准确度的情况下,明显降低了译码复杂度。