空间调制技术(Spatial Modulation,SM)作为一种能够将信息比特映射到空域的新型调制方式,具备速率高、能耗低、系统结构灵活、避免信道间干扰等优点,能够适应新一代无线通信系统的发展要求。将空间调制与上行多址接入结合,能够在有效降低系统的复杂度,充分利用信道的空域信息提升多址接入系统的性能。本文将对空间调制技术在上行多址接入中的应用进行深入研究。首先,本文针对空间调制的基本理论进行研究,给出了空间调制系统的模型和传输机理,并对广义空间调制的基本理论进行了研究。此外,本文还将空间调制、广义空间调制的系统性能进行了对比分析。其次,本文提出了基于授权接入机制的上行链路空间调制-稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)系统的模型,给出了可以对SMSCMA系统进行联合检测的SM-MPA(Joint Spatial Modulation-Message Passing Algorithm,JSM-MPA)检测算法。仿真结果显示,空间调制SCMA系统在频谱利用率较高的情境下,误比特率较低。之后,本文对空间调制上行免授权系统进行了深入的研究。首先给出了空间调制上行免授权系统的传输原理,并基于最大后验概率准则(Maximum a Posteriori,MAP)提出了联合活跃用户检测和信道估计算法,并通过求解虚警概率与漏警概率之和最小的门限值,得到最优门限。此外,本文还对系统的时间复杂度进行了分析。最后,为了使用更少的导频资源承载更多的用户,本文提出了一种基于联合资源分配的空间调制上行免授权系统,给出了该系统的信号模型,以及导频、时隙、天线资源的联合分配准则,并基于上述准则设计了两种资源联合分配方案。在此基础上,给出了两种活跃用户检测算法,并对其时间复杂度进行了详细的分析,并讨论了能够解决用户信道状态信息(Channel State Information,CSI)混叠的信道估计算法,并进行了理论分析。