基于索引调制的正交频分复用多载波技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Index Modulation,OFDM-IM)是近年来提出的一种新型多载波传输方案。它与传统的多载波技术一样,具有频谱效率高、抗多径效应强等特性。而与传统的多载波技术相比,OFDM-IM更易于构造出低峰均比的发射信号,在高速无线传输下具有更强的系统鲁棒性,且能够在系统频谱效率与传输性能之间提供新的折衷。这些优点令OFDM-IM有希望成为未来移动通信中的一种物理层传输技术。本论文以基于索引调制的OFDM技术为基础,针对OFDM-IM技术以子块为基本传输单元和多静默子载波的特点展开研究,就OFDM-IM技术的自适应算法、干扰抑制、性能优化以及联合认知无线电传输策略等方面进行了探索。全文的工作包含以下几个方面:首先,本文在对OFDM-IM系统建模的基础上,理论推导了OFDM-IM系统的误码率表达式与可达速率表达式,并给出了两种OFDM-IM系统误码率上界的分析思路,为后续的研究工作奠定了理论基础。这些内容主要体现在本论文的第二章。第二,为了进一步获取系统增益与更好的系统性能,本文探索了在假设信道状态信息已知条件下的OFDM-IM自适应分配算法。依据OFDM-IM特有的以子块为传输单元的传输模式,本文探讨了三种不同模式的以误码率最优化为目标的自适应方法。同时,考虑到复杂度的限制,低复杂度的次优算法被提出。仿真结果表明,本文提出的自适应方法具有较为明显的误码率性能提升,且这些方法可以进行组合并发挥更大的作用。这些内容主要体现在本论文的第三章。第三,多载波系统中存在的主要两个缺点,即频偏干扰和高峰均比问题也存在于OFDM-IM系统中。本文结合OFDM-IM系统的结构特性,提出了相应的解决方案。其一,讨论了OFDM-IM系统与传统多载波系统在频偏干扰环境下的性能差异,并提出了一种适用于OFDM-IM的频偏干扰抑制算法。其二,对于高峰均比问题,本文利用空余子载波来携带峰均比抑制信号,并在峰均比抑制和误码率性能上进行折衷。此外,本文提出了一种优化的边信息携带方式,以应对边信息在传输过程中存在传输错误对误码率性能的影响。这些内容主要体现在本论文的第四章。最后,本文设计了一种OFDM-IM系统的认知无线电传输策略。本文提出将OFDM-IM使用在从用户(认知用户)的发射端,使用OFDM-IM的索引信息携带从用户数据,从而不引入干扰地同时传输主用户和从用户信息,提升了主用户和从用户的系统性能。然后,本文推导了该传输策略的主用户和从用户误码率表达式,以及该系统的可达速率表达式,从理论上证明了本文所提传输策略优于传统的传输策略。此外,本文讨论了从用户的位置对系统性能的影响,分析了从用户位置选择的影响因素。这些内容主要体现在本论文的第五章。