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随着智能终端的普及和移动通信业务的高速发展,人们对通信系统的传输速率和可靠性提出了更高的要求。多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术作为能够满足这些要求的重要技术手段,目前已被广泛应用在各大通信系统中,但是传统的MIMO技术都不可避免地会增加系统的实现成本及复杂度。为了解决这个难题,一种具有单射频特性的新型多天线传输技术——空间调制(Spatial Modulation,SM)技术被提了出来。与传统的MIMO技术相比,SM不仅可以有效降低实现成本,而且收发两端的信号处理方式也更为简单。不过,该技术仍然存在着传输速率较低以及不能获得发射分集的缺陷。为此,人们又分别提出了广义空间调制(Generalized Spatial Modulation,GSM)和空时分组码空间调制(Space-Time Block Coded Spatial Modulation,STBC-SM)两种扩展传输方案。本论文以这些现有的SM方案为基础,以提高系统的误码性能为基本目标,对SM及其扩展方案进行了深入研究,并提出了几种基于SM的优化传输方案。论文的主要工作及创新点如下:1.利用一致界理论分析方法对SM的误码性能进行了分析,并基于理论分析结果,深入探讨了系统配置和信号调制星座图对SM系统误码性能的影响,同时,提出了一种新的信号调制星座图设计算法。通过仿真比较发现,本文提出的信号调制星座图设计算法可以在不引入额外开销的情况下,有效提高SM系统的误码性能。2.结合GSM和自适应算法的基本原理,提出了一种天线组合和信号调制星座联合优化的自适应广义空间调制(Adaptive Generalized Spatial Modulation,AGSM)算法。该算法通过利用接收端获得的信道状态信息,为发送端选取最优的空间调制星座进行比特映射,可以大幅提高GSM系统的误码性能。进一步,又提出了一种低复杂度的AGSM算法,通过减少最优空间调制星座的搜索空间,该算法可以极大地降低AGSM算法的计算复杂度,因而更易于实际应用。3.为了进一步提高STBC-SM方案的误码性能,提出了一种叠加空时分组码空间调制(Superposition Space-Time Block Coded Spatial Modulation,SSTBC-SM)方案。该方案通过重新设计码字结构,可以以相近的检测复杂度获得比其他STBC-SM方案更优的误码性能。