多入多出一正交频分复用(MIMO-OFDM)是一种新的高速数据传输技术。MIMO技术通过采用多个发射天线和接收天线可以显著提高无线通信系统的信道容量，增强数据传输的可靠性。OFDM技术可以把频率选择性衰落的信道转化成一组正交的平坦衰落的信道，因此可将OFDM技术应用在MIMO系统中来克服多径衰落的影响。MIMO-OFDM技术被业界认为是未来第四代移动通信系统的主要物理层技术。 MIMO-OFDM系统的自适应调制技术就是根据信道状态信息，动态的改变每个子载波的传输参数来优化系统的总体性能。这种情况下，自适应调制又称为自适应功率和比特分配，即根据实时信道状态信息，把发射功率和传输信息比特动态的分配到每个子载波上以达到优化系统性能的目的。 本文首先针对MIMO-OFDM系统的自适应调制技术进行研究。利用奇异值分解把MIMO-OFDM信道转化成一系列并行的子信道，然后将这些子信道按照信道增益从大到小的顺序排列。通过研究排序后信道增益的统计特性，本文提出了一种低复杂度的自适应传输方法来优化系统的发射功率。该方、去通过固定排序后的子信道的功率和比特分配方案大大降低了复杂度。 正交频分多址接入(OFDMA)是OFDM技术的一种扩展，在OFDMA系统中每个用户使用部分子载波传输数据，而每一个子载波不能同时被两个或者两个以上的用户使用。针对这一特点，本文提出了一种适用于OFDMA系统低复杂度的自适应子载波、比特和功率分配方法。提出的方法的目标是保证每个用户发射速率以及给定BER的情况下最小化系统总的发射功率。本方法先进行子载波分配，子载波分配包括为了满足用户速率要求的初始子载波分配阶役以及为了进一步降低系统发射功率的剩余子载波分配阶段。子载波分配结束后，本方法采用Greedy方法对每个用户单独进行功率和比特分配来进一步降低系统总的发射功率。 本文最后对MIMO-OFDM系统的频率同步问题进行了研究，提出一种适用于MIMO-OFDM系统的自适应频率同步方法。本方法包括训练序列的设计以及相应的频偏估计器。与其它的训练序列不同，新提出的训练序列是根据实时的信道状态信息来设计的。Schenk估计器可以达到极大似然的估计性能。提出的新方法采用的频偏估计器是在Schenk估计器的基础上针对新提出的训练序列的改进版本，改进后的频偏估计器可以消除数据传输过程中引入的大部分噪声，因此可以获得更好的频偏估计性能。