空间调制（Spatial Modulation, SM）能避免信道间干扰和天线间同步，提升系统能量效率，是无线通信系统中富有前景的信号传输方案之一。大规模多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）技术通过在基站端配置大规模天线阵列，能实现巨大的复用增益和分集增益，极大地提升系统容量。将大规模MIMO和SM相结合，能显著提升 SM 系统的频谱利用率和传输可靠性。鉴于此，本论文研究了基于 SM 的大规模MIMO（大规模SM-MIMO）系统上行链路的性能，为大规模SM-MIMO的性能评估以及实际应用提供有效的理论依据。论文主要工作如下：
　　1. 研究了单小区上行大规模 SM-MIMO 系统中基于迫零检测的误比特率（Bit Error Rate, BER）性能。首先基于完全信道状态信息（Channel State Information, CSI），利用用户瞬时信噪比的概率密度函数，分析了瑞利衰落信道下用户天线序号检测和星座符号检测的错误概率，由此推导了反映系统性能的平均BER表达式。在此基础上，进一步分析了不完全CSI情况下的系统性能，推导了相应的BER表达式，并分别研究了高信噪比下和基站接收天线数足够大时系统的渐近BER特性，给出了系统分集度。仿真结果验证了理论分析的有效性。
　　2. 考虑信道估计错误以及小区间干扰，研究了多小区上行大规模 SM-MIMO 系统的BER性能。采用最大均方误差估计，推导了不完全CSI情况下多小区上行大规模SM-MIMO系统的平均BER闭式表达式。基于此，给出了高信噪比下系统的渐近BER性能分析，推导了系统分集度。此外，分析了接收天线数目很大时系统BER的渐近性能，推导了相应的渐近BER表达式。仿真结果验证了性能分析的有效性，并分析了导频序列长度、接收天线数目等参数对系统BER的影响。
　　3. 将协作通信技术和非正交多址（Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA）接入方案应用于大规模SM-MIMO系统中，研究了基于NOMA的上行大规模协作SM-MIMO系统在有限字符输入情况下的遍历速率。通过分析用户发送的SM信号与基站接收信号之间的互信息，给出了用户的遍历速率以及相应的理论下界公式。针对单天线中继情况，推导了较为简单的理论遍历速率。基于此，给出了接收天线数目很大时系统的渐近遍历速率分析，并推导了系统中各用户的遍历速率理论下界的渐近闭式表达式。仿真结果验证了所给公式的有效性。