随着高速率无线业务逐步出现与进一步发展,一方面,目前无线通信系统仍然存在系统容量小,频谱利用率不高,抗干扰能力较差以及链路时延较大等特点,系统频谱效率的提高仍然是研究的重点内容；另一方面,随着无线通信网络向泛在网络发展,在高速率的驱动下,通信过程中消耗的能量也逐渐增多,提升无线通信系统的能效迫在眉睫。本文围绕上述问题,首先阐述高频谱效率OFDM系统原理,进而研究以高能效为目标的OFDM系统,并完成超高速无线局域网设计与发送机实现。首先,本文对高频谱效率OFDM资源分配研究历史做梳理与介绍。高频谱效率OFDM系统从单用户OFDM系统发展为多用户接入OFDMA系统,主要研究内容集中于两大方向,一是速率最大化问题；二是功率最小化问题。对于高频谱效率OFDM资源分配的研究是本文的研究与理论基础。然后,针对高能效OFDMA系统,本文主要完成了模型搭建、研究思路分析、以及算法仿真验证三个部分。第一,在模型搭建环节,本文定义了能效,建立了高能效OFDM系统资源分配模型,给出了目标函数表达式及其中各个变量的计算方法,并对于OFDM系统中上下行链路中能效问题的研究目标的相同点与不同点做了说明。第二,在研究思路分析环节,本文深入分析目前研究能效最大化资源分配问题的现状,并总结出两种不同的研究思路大类,对已有算法进行归类分析。第三,在算法仿真验证环节,本文给出了两个资源分配算法,分别是：基于速率差的高能效子载波分配算法RBSA、基于速率差的高能效功率分配算法RBPA。文章中对此两种算法进行了系统的仿真,仿真后证明,相对于原始的资源分配方案算法使系统总能效大幅提升最后,本文阐述了超高速无线局域网平台发送机的基本设计与实现思路。在设计环节,主要研究内容包括物理层链路设计、帧结构及系统参数设计、基于OFDMA的认知频谱感知方案设计、超高速无线局域网资源分配方案等。在系统实现方面,本文主要研究了超高速无线局域网平台发送机FPGA实现,讨论了超高速无线局域网发送机基本结构以及后期系统验证测试的具体方法。