基于索引调制的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Index Modulation,OFDM-IM)技术是近年来提出的一种新型多载波方案,它具备频谱效率高、抗多径效应强等特性,并且相较于传统的OFDM,可以在抗载波间干扰方面拥有更突出的优势,因此该技术也成为多载波无线通信的研究方向之一。为了进一步提高系统的频谱利用率和系统容量,本文考虑将OFDM-IM技术与多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术相结合,研究MIMO-OFDM-IM系统的性能。本文主要研究MIMO-OFDM-IM接收机的优化与设计,分别从性能最优和复杂度最优方向提出几种检测算法。另外,针对MIMO-OFDM-IM信号的峰均比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)高和带外辐射大的缺陷进行优化,并提出次优接收机设计方案。本文的具体工作安排如下:第一章先介绍了基于索引调制的OFDM技术和MIMO技术的研究现状,然后将OFDM-IM技术与OFDM比较,阐述了OFDM-IM的优缺点。第二章主要从性能最优方向提出了针对MIMO-OFDM-IM的三种检测算法,分别是基于距离的检测(Distance-Based ordered Detection,DBD)算法、引入门限判决的DBD改进算法和基于排序的检测算法,并对算法性能进行了仿真。具体地,先总结了MIMO-OFDM-IM的现有的检测算法,分别是最大似然(Maximum Likelihood,ML)检测和对数似然比(Log-likelihood Ratio,LLR)检测,然后针对ML算法复杂度极高、LLR算法性能较差的不足,提出了三种性能较好的检测算法。与LLR算法相比,DBD对块做MMSE均衡,具有更好的BER性能。改进的DBD算法通过引入了一个判决门限,极大程度地降低复杂度。而基于排序的检测算法对载波组合进行了排序,因此能在实现近ML检测性能的同时,大幅度降低了算法复杂度。第三章首先从复杂度最优的角度提出了三种低复杂度接收机,分别是能量检测算法、局部搜索算法和迭代Tabu搜索算法,然后进行了算法性能的仿真和复杂度的分析。能量检测具有最低的复杂度,但检测性能较差。局部搜索算法先通过能量检测得到初始解,然后不断迭代初始解的邻域空间,直至满足终止条件,得到最终的输出。迭代Tabu算法通过修正每一次搜索的邻域解空间,避免了局部搜索算法存在的陷入局部最优解的死循环问题,因此提高了搜索效率。另外,合理地设置终止条件,可以在算法性能和复杂度之间取得平衡。第四章针对MIMO-OFDM-IM信号存在峰均比高和带外辐射大的缺陷,对信号进行PAPR抑制和旁瓣能量抑制,并在接收端对信号进行恢复。第五章总结全文,并指出未来的可能研究方向。