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近些年,移动通信技术进入飞速发展的时期,通信系统正朝着更好的速率与质量的方向发展以满足人们日益增长的需求。空间调制(Spatial Modulation,SM)作为一种很有发展潜力的新型调制技术,成为5G技术中的研究热点。本文的主要研究工作如下:(1)在空间调制的背景下,研究一种新型的空间调制方案,天线波束方向图调制(ABPM),利用发射天线阵列所产生的不同波束方向图来传递信息。这种调制方案,可以提高信息传递的效率并且达到更强的鲁棒性。这种波束方向图调制不同于传统的空间调制的地方在于,传递的信息不仅包含传统的调制符号,还包括由天线权重所决定的天线发射波形信息。该方案的研究将进一步推动空间调制的发展,使其不仅仅局限于对单根天线选择的调制方法,进而进一步提升MIMO无线通信的性能。本文首先研究了ABPM调制的原理,然后对ABPM的误码率进行了分析,最后进行了仿真验证。仿真结果表明,天线波束方向图调制在误码率性能上优于传统的SM调制,在10-2的误码率条件下ABPM调制的误码率性能比SM调制提升了10dB,通过对不同天线方向图集合的ABPM调制进行仿真,可以看到,当集合中天线方向图之间的相关性越小时,系统的误码率越低。(2)当接收机位于发射机不同波瓣的交叉区域时,ABPM调制方式在误码率方面优于传统的空间调制。但考虑到接收机位于几个波瓣交叉区域的概率较低,因此ABPM调制方式的应用存在局限性。针对这个问题,本文在方向图综合算法—Woodword Lawson算法的基础上,提出了余弦方向图方法M-CBPM,它克服了ABPM调制方式的局限性,与传统的空间调制技术相比,新的方向图设计方法在发射天线多于接收天线的系统中具有更低的误码率和更高的信息速率。仿真结果表明,M-CBPM在误码率性能上仍然优于SM调制,并且在通信速率上较ABPM具有很大的优势,而且在移动通信系统中具有较高的可行性。