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随着4G技术的逐步大规模商用,5G技术尚未有一个统一的标准,各大高校、研究机构等都在努力研究新的技术。相比于传统正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统,索引调制(Index Modulation,IM)系统凭借抗子载波间干扰(Inter-Carrier Interference,ICI),拥有高的能量效率性能,交织情况下具有更低的误码率,系统配置更加灵活等优点,引起了国际上相关团队的广泛关注。本文的研究基于传统OFDM系统基于导频辅助的信道估计技术,将其推广到索引调制系统中。为了不占用额外的频域资源,提出了一种特殊的导频放置方式。之后对接收机进行了设计及优化,并给出了多种导频检测算法和多种改进的信道估计算法。最后,再将索引调制系统中这种特殊的导频放置方式与多天线技术相结合,提出了相应的导频插入方式和信道估计算法。论文的第一章回顾了OFDM系统、索引调制以及多输入多输出(MultipleInput Multiple-Output,MIMO)系统、空间调制(Spatial Modulation,SM)系统和导频辅助信道估计技术的发展历程和研究现状。第二章介绍了传统OFDM系统中常见的3种导频插入方式以及4种信道估计方法。通过仿真对比了不同导频放置方式和不同信道估计方法的区别。之后介绍了索引调制OFDM系统的导频插入方式,以及接收机设计的基本思想。最后,通过仿真分析了该导频插入方式存在的问题。第三章针对第二章最后的问题分析,优化了索引调制OFDM系统的接收机设计。接着根据能量判决算法检测导频位置的局限性,给出了3种性能更优的导频检测算法,通过仿真对比了各算法的性能并分析了算法的复杂度。最后给出了1种低复杂度的改进信道估计算法,并进行了仿真。为了提高信道估计的性能,提出了2种利用多个符号进行联合信道估计的方法,并进行了仿真。第四章介绍了MIMO-OFDM系统中导频辅助信道估计的原理,2种导频放置方式和对应的信道估计算法。之后,将在静默子载波上插入导频的索引调制OFDM系统推广到了MIMO和SM系统中。根据相应系统的特点设计了导频的插入方式,并给出了接收机导频的检测方法以及信道估计的方法。最后一章是全文总结,并介绍了未来可能的研究方向。