Без регулярного выражения, используя тип сравнения строк:
string search = "123aa456AA789bb9991AACAA";
string pattern = "AA";
Enumerable.Range(0, search.Length)
.Select(index => { return new { Index = index, Length = (index + pattern.Length) > search.Length ? search.Length - index : pattern.Length }; })
.Where(searchbit => searchbit.Length == pattern.Length && pattern.Equals(search.Substring(searchbit.Index, searchbit.Length),StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
.Select(searchbit => searchbit.Index)
Возвращает {3,8,19,22}. Пустой шаблон будет соответствовать всем позициям.
Для нескольких шаблонов:
string search = "123aa456AA789bb9991AACAA";
string[] patterns = new string[] { "aa", "99" };
patterns.SelectMany(pattern => Enumerable.Range(0, search.Length)
.Select(index => { return new { Index = index, Length = (index + pattern.Length) > search.Length ? search.Length - index : pattern.Length }; })
.Where(searchbit => searchbit.Length == pattern.Length && pattern.Equals(search.Substring(searchbit.Index, searchbit.Length), StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
.Select(searchbit => searchbit.Index))
Возвращает {3, 8, 19, 22, 15, 16}