空间调制技术的传输原理是将需要发送的信息比特中的一部分映射为天线索引,另一部分映射为传统的幅度相位调制符号。作为一种新型多天线技术,由于其在每个时隙仅激活一根发射或接收天线,可以有效避免传统多输入多输出系统中的天线间干扰、天线间同步和检测复杂度高等问题,并通过引入空间域进而提高了系统的频谱效率,在5G通信领域有很大的应用潜力。本文首先研究了基于射频偏置空间调制传输原理,它能通过在所接入射频链与被激活天线索引之间引入偏移量来降低射频链切换频率,但其发送端必须已知信道状态信息,再根据信道信息计算出发送功率的归一化系数,并将其发送到接收端,才能完成接收端的检测,且检测复杂度较高。本文提出了一种基于星座旋转的射频偏置空间调制系统,将星座点在星座图中按一定角度旋转来进行预编码处理,选定信道增益最大的射频链进行传输。由于预编码过程没有改变发射信号的发送功率,故无需计算功率的归一化系数,减少了接收端为完成检测所需的传输信息,降低了接收端复杂度。数字仿真结果显示,该系统在低阶调制和高信噪比情况下取得了更好的误码率性能。接收端空间调制系统通常需要预编码技术来将发送功率全部集中到接收机多天线中的一根,相对于传统的发送端空间调制,其优势在于可以通过降低接收端的系统复杂度来实现对移动端设备设计的简化。本文基于最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)预编码研究了接收端空间调制系统的误码率性能,推导一种误码率上界的快速计算方法,并将接收端复杂度与相同条件下发送端空间调制系统进行对比。数字仿真结果验证了误码率理论上界的准确性,并证明基于MMSE预编码的误码率性能优于基于迫零预编码的接收端空间调制,且其接收端的复杂度低于相同条件下发送端空间调制系统中接收端的复杂度。针对接收端空间调制误码率性能对信道估计准确性的依赖,项目组研究发现,接收端差分空间调制技术利用发送端空时传输信息块间的差分调制来消除空间调制检测时必须已知信道状态信息的约束条件,无需进行信道估计。本文研究了基于MMSE预编码的接收端差分空间调制系统的误码率性能,并推出了一种理论上界的计算方法。数字仿真结果显示,与同样基于MMSE预编码的非差分接收端空间调制相比,该系统在系统复杂度与误码性能之间能做到较好的折中。