伴随着4G(4th Generation)技术的大规模普及,5G技术(5th Generation)的研究成为了近些年来各大机构首当其冲的研究任务,然而现在还没有一个国际通用的标准。因此如何设计一个具有更高速率,更高容量,更低能耗的无线通信系统成为了当务之急。载波索引调制OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Subcarrier Index Modulation,OFDM-SIM)系统因其具有更好的抗频偏性等优点,成为了近几年来的研究热点之一。本论文基于传统OFDM技术,先从系统传输特性的角度着重探讨了OFDM-SIM系统的可达速率、容量和误码率性能。并基于OFDM-SIM固有系统特性,提出了四种功率分配算法。最后分别研究了单用户和多用户载波索引调制OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access with Subcarrier Index Modulation,OFDMA-SIM)系统中的子载波分配算法。本文的具体工作总结如下:本文首先对OFDM系统和OFDM-SIM系统进行了介绍,对比了两种系统的优缺点,概述了多载波系统资源分配的研究现状,引出了本文的研究内容,并介绍了论文的逻辑结构。第二章分析了多载波系统的传输性能,为后续研究工作奠定了理论基础。首先从互信息角度分析了OFDM和OFDM-SIM输入信号空间为有限集合时的系统可达速率。其次分析了OFDM系统和OFDM-SIM系统的容量,推导出了OFDM-SIM系统容量的闭式表达式,并从理论上对比分析了OFDM-SIM与OFDM系统的容量。最后分析并仿真对比了OFDM系统和OFDM-SIM系统的误码性能。第三章研究了子载波分块方式确定下,OFDM-SIM系统的功率分配算法。首先建立数学优化模型,针对系统子载波块内、块间特性,分别提出了基于等价欧氏距离的块间功率分配算法、基于经验值的块内功率分配算法,同时仿真了联合两种算法的性能。其次出于节省系统反馈开销的考虑,提出了基于部分反馈的功率分配算法。第四章探讨了OFDMA-SIM系统的子载波分配算法。首先研究了单用户OFDM-SIM系统误码率最优的子载波分配算法,提出了两种优化准则,并基于第一类欧氏距离最大化准则提出了低复杂度的排序分组算法,通过性能仿真和复杂度分析可知,低复杂度算法在获得相当不错性能的同时,大幅度降低了计算复杂度。然后研究了多用户OFDMA-SIM系统中,总功率受限条件下谱效最优的子载波分配算法,为此建立了谱效最优的系统模型,简化了系统容量的表达式,提出了以子块为分配单位的资源分配算法。第五章总结全文,并指出了未来的研究方向。