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空间调制(Spatial modulation,SM)是一种新型的具有应用前景的多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)技术,其同时使用天线序数和调制符号携带比特信息。相较于贝尔实验室空时分层结构,SM系统降低了发射机和接收机的设计复杂度,节省了射频链路开销。与空时分组码结构相比,SM系统具有更高的频谱效率和能量效率,未来将有望应用于物联网通信,无线传感器网络通信等场景。然而由于无线信道的广播性和开放性,保密信息易被非期望用户窃听,如何赋予传统的SM系统安全的传输特性尤为重要。论文重点研究了安全的SM系统中的关键技术:天线选择及线性预编码,主要研究工作和创新点如下:(1)为获得更高的安全速率性能,针对安全的SM-MIMO系统,提出两种高性能的天线选择方法:最大化信泄噪比(Maximizing signal-to-leakage and noise ratio,Max-SLNR)和最大化安全速率(Maximizing secrecy rate,Max-SR),同时推广了传统的基于最优化欧式距离的天线选择(Euclidean distance-optimized antenna selection,EDAS)算法到安全的SM系统。通过建立Max-SLNR的优化问题,然后使用基于SLNR排序的方法求解,显著地降低了天线选择的计算复杂度。仿真结果表明,提出的两种天线选择算法的安全速率性能优于推广的EDAS算法,其中所提的Max-SLNR方法获得了逼近Max-SR方法的安全速率性能,同时具有更低的复杂度,实现了安全速率性能和复杂度的良好平衡。(2)在安全的SM-MIMO系统中,可实现的安全速率并不是一个易于计算的数学表达式,导致设计线性预编码很高的复杂度。为了降低线性预编码的复杂度,推导了一个精确且闭式的近似安全速率表达式。通过将该表达式作为优化目标函数,提出了两种低复杂度的线性预编码算法:最大化近似安全速率的梯度下降法(Maximizing approximated secrecy rate gradient descend,Max-ASR-GD)和最大化近似安全速率的连续凸近似(Maximizing approximated secrecy rate successive convex approximation,Max-ASR-SCA)算法。Max-ASR-GD算法使用梯度下降法收敛到局部最优解,Max-ASR-SCA算法使用半正定松弛和连续凸近似获得了近似最优解。仿真结果表明,相比于传统的最大化安全速率的梯度下降法(Maximizing secrecy rate gradient descend,Max-SR-GD)方法,提出的两种算法都显著地降低了计算复杂度,同时Max-ASR-SCA算法也获得更高的安全速率性能,例如在信噪比为5dB、发射天线数为8时,Max-ASR-SCA算法的安全速率提高了0.6bps/Hz,获得了近18%的安全速率性能提升。