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空间调制(Spatial Modulation,SM)属于多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)的技术范畴,它是在时间维度传输数据的同时,利用不同收发天线之间存在的信道差异,将部分数据隐含在发射天线的序号(即空间维度)中进行传输。与传统MIMO系统相比,SM系统仅需要较少的射频链路,可实现在保持系统性能不变的前提下大大降低硬件成本的目的,同时可有效克服信道间相互干扰(Inter Channel Interference,ICI)和天线间可能不同步的问题。SM技术已成为MIMO技术新的研究方向。尽管SM技术具有非常明显的优势,但典型SM系统只能根据天线映射结果选择其中1根天线发射信号,显然频谱效率还有较大的提升空间,有必要对其系统结构进行优化设计;其次,因为SM技术的核心思想在于利用天线的信道差异携带发送信息,因而当可用天线数大于实际需要的天线数时,天线选择算法对空间调制系统的性能影响非常大,而现有算法存在计算复杂度非常高的不足,所以需要降低算法的复杂度或对复杂度和系统性能进行折中处理;另外,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统信号峰值功率与平均功率比值(Peak to Average Power Ratio,PAPR)高的缺陷在SM-OFDM系统中同样存在,且由于系统的差异性,无法直接将传统OFDM系统的PAPR抑制方法应用于SM-OFDM系统中,所以非常有必要对其进行专门研究。据此本文将研究重点集中在系统结构、发射天线选择和SM-OFDM系统的PAPR抑制等方面并针对当前研究结果所存在的不足提出相应的改进方法。论文的主要工作包括:1.分析了SM系统的数学模型、组成框图和工作原理并对正交空间调制(Quadrature SM,QSM)和广义空间调制(Generalized SM,GSM)这两种扩展的SM技术进行了阐述。2.针对QSM系统研究了已有的基于最小欧式距离(Euclidean Distance,ED)最大化的发射端天线选择算法,重点分析了其天线选择过程,并在此基础上提出了一种低复杂度天线选择算法。3.针对单载波GSM系统分析了基于ED准则的天线选择算法的缺陷,提出了基于模值排序和基于模值排序与欧氏距离相结合的两种天线选择算法。理论分析和仿真结果表明基于模值排序的天线选择算法复杂度大大降低但性能损失较大,而基于模值排序与欧氏距离相结合的天线选择可以在有效降低计算复杂度的同时保持较好的系统性能。4.针对多载波GSM系统提出了基于最小模值最大化准则天线选择算法并与基于ED准则的天线选择算法进行了对比分析。此外本文还研究了系统性能与子载波个数之间的关系,可为系统参数设计提供参考。5.针对多载波SM信号存在PAPR值高的问题,分别从非畸变处理和畸变处理两种途径研究了其PAPR抑制方法。在非畸变方法中本文提出发射端添加扰码的预处理方法,通过加入扰码大大降低恒相位信号的概率,从而改变其PAPR特性。在畸变处理方法中本文分析了限幅的PAPR抑制方法,重点研究了如何有效降低限幅噪声的影响,并提出一种限幅噪声提取-噪声重构-噪声抵消的处理方法,从而有效降低了限幅处理对系统性能的造成的损失。通过理论分析和MATLAB仿真,验证了所提算法的性能。