车联网作为推动现代智能交通系统发展的关键技术,有望塑造和彻底改变未来的交通方式,逐步成为国家高度重视的研究方向。车联网以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,利用无线通信技术实现车辆与万物（Vehicle-toEverything,V2X）间的无线通讯和信息交换,是实现智能交通、信息服务和车辆智能控制的一体化网络。随着车联网应用从道路安全类、交通效率类和信息服务类等基本应用向智慧交通、自动驾驶等增强应用的发展,频点也将由亚6GHz向更高波段甚至是毫米波频段演进。由于车联网移动环境的高复杂性以及网络拓扑的高动态性,现有无线通信技术无法有效满足上述车联网多样化应用场景下的高可靠需求。索引调制（Index Modulation,IM）技术作为一种新型调制技术,将待发送的比特信息一部分映射到调制域进行符号信息传输,另一部分映射到某些资源（如天线/子载波/波束）,通过资源的激活状态进行索引信息传输。相比于传统多天线技术,索引调制技术传输的索引比特信息无需消耗额外的传输功率,使得索引调制具有更高的能量效率。其次,由于仅激活部分资源,发射信号呈现一定的稀疏性,该特征会降低邻道干扰,使得索引调制具备较强的抗干扰能力。基于这些技术优势,索引调制在未来车联网中具有良好的应用前景。本文在此情况下,展开适用于车联网高速移动场景的新型高可靠索引调制技术研究,以更好地支持未来多样化的车联网应用。目前完成的主要工作如下:1.针对亚6GHz高速移动场景,提出低复杂度、高可靠的非相干空频调制技术,以避免不准确的信道估计所造成的性能损失。1)提出基于相移键控的差分空频调制（Differential Spatial Frequency Modulation,DSFM）技术。在发射端利用克罗内克积融合差分编码的空时传输矩阵和时频传输矩阵,同时在接收端设计差分检测方案避免信道状态信息的估计。2)提出适用于DSFM的角度旋转正交幅度调制（Angle Rotate Quadrature Amplitude Modulation,ARQAM）方案。在发射端通过复合相移法将传输的ARQAM星座图分层差分编码传输,每层都转化为恒模调制,并在接收端设计对应的差分检测方案。仿真结果表明,相比幅度相移键控、star-QAM等非恒模调制方式,基于ARQAM的DSFM系统在高阶调制下表现出更好的误码（Bit Error Rate,BER）性能。2.针对毫米波高速移动场景,提出高能量效率、高可靠的宽带波束索引调制技术,解决了高多普勒频移导致的子载波干扰问题。1)对于发射端射频链数目小于接收端射频链数目的情况,提出宽带广义波束调制（Wideband Generalized Beamspace Modulation,wGBM）技术。在发射端通过将索引调制应用在整个正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）符号上,使得wGBM的复用增益不受收发端最小射频链数目的限制,进一步提高频谱效率和能量效率;其次设计并优化了wGBM的混合数字/模拟收发器;最后,在接收端设计多普勒频偏补偿器增强快衰落环境中对高多普勒频移的鲁棒性。2)对于发射端射频链数目大于等于接收端射频链数目的情况,提出宽带预编码波束调制（Wideband Precoded Beamspace Modulation,wPBM）技术。通过将索引调制应用在单个子载波上,设计并优化了wPBM的毫米波混合收发器。在发射端设计几何均值分解算法提升分集增益;其次在接收端加入多普勒频偏补偿,将原本复杂的联合子载波最大似然检测转化为简单的基于单个子载波的最大似然检测,简化了接收端结构。仿真结果表明,wGBM和wPBM在误码性能方面都优于现有对比方案,并且具有较强的抗多普勒效应能力。3.针对毫米波高速移动场景下的集中式网络应用,提出高能量效率、高可靠的多用户宽带波束索引调制技术。1)将wGBM拓展至毫米波上行链路多用户接入场景。用户端配备少量的射频链以提升能量效率;在模拟域给出联合多载波和多用户的优化设计;并且在基站端提出低复杂度的线性最小均方误差多用户检测方案。2)将wPBM拓展至下行链路多用户传输场景。基站端设计混合块对角化预编码方案消除多用户干扰问题,以减小用户端检测复杂度。仿真结果表明,wGBM和wPBM在车联网毫米波信道中的BER性能优势和抗多普勒频移能力仍然存在于多用户场景。4.针对毫米波高速移动场景下的自组织网络应用,提出高可靠的通信和感知协同融合（Integrated Sensing and Communications,ISAC）索引调制技术。首先,将ISAC引入车与车通信（Vehicle-to-Vehicle,V2V）多跳自组织网络,通过联合优化功率分配和链路选择构建最小化系统总发射功率和最小化中断概率两类优化问题,以增强端到端的信息传递。其次结合载波索引调制技术,进一步提升多跳V2V通信链路的可靠性。仿真结果表明,ISAC可以从链路选择、定位和信息融合三个角度提升V2V多跳网络性能;相比无感知信息辅助的多跳V2V网络,优化设计后的ISAC-V2V网络显著降低了系统总发射功率和中断概率;相比ISAC OFDM系统,ISAC载波索引调制方案具有更好的误码性能。