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正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是无线通信中最流行的多载波传输技术之一。OFDM具有系统复杂度低、频带利用率高、抗窄带干扰能力强等优点。但它也存在对载波频率频偏敏感、峰均功率比(Peak-to-Average Power Rate,PAPR)高等一些缺点。在这一背景下,索引调制(Index Modulation,IM)技术被提出了。本文研究了基于频域索引调制的OFDM(OFDM with Index Modulation,OFDM-IM)技术,并提出了基于加权分数傅里叶变换(Weighted-type Fractional Fourier Transform,WFRFT)的加权分数域索引调制(WFRFT-IM),对两种模型的性能进行了对比分析,探究了系统参数对系统性能的影响。本文首先介绍了IM技术出现的背景及技术特点,引出了OFDM-IM技术。之后介绍了OFDM-IM技术的出现及发展过程,简述了其发展现状,从理论上解释了OFDM-IM相较于OFDM的优势之处。接下来给出了OFDM-IM系统的基本原理,并依此建立了OFDM-IM系统的数学模型。对于发射和接收过程,给出了两种索引映射方案:查表法和组合数学法,以及三种解调算法:ML算法、LLR算法、re ML算法。之后对OFDM-IM系统的性能进行了理论分析。理论分析之后,本文结合仿真结果对OFDM-IM的传输性能进行了分析。首先分析了OFDM-IM系统的频谱效率,根据仿真结果给出了频谱效率提升与调制阶数的关系。之后通过仿真对不同调制组合的性能进行了讨论,给出了不同调制组合下的参数选择策略。接着研究了三种解调算法的误码率性能和复杂度,分析了各自的优势。最后给出了OFDM-IM系统在有/无频偏的瑞利衰落信道下的系统性能,并解释了性能表现出现差异的原因。WFRFT是一种联合时域和频域共同对信号分析处理的数学工具,它属于包含单载波和多载波体制的混合载波系统,兼具两种系统的优势,特别是在时频双选信道下,可以改变调制阶数以对抗信道间干扰。根据这一特点,本文将OFDM-IM模型进一步改进,利用WFRFT来替换传统的傅里叶变换模块,提出了WFRFT-IM。其在合适的调制阶数下取得了比OFDM-IM更好的抗频偏性能。