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信道状态信息对于OFDM相干检测和MIMO-OFDM的空时解码来说是必须的; 同时它也是闭环系统发送机端所必须获得的信息,因而信道估计非常重要,特别是对于MIMO-OFDM系统,其准确性直接影响着系统的整体性能。另一方面,对于MIMO-OFDM系统来说,自适应调制技术可以提高系统的数据传输率、频谱效率以及传输的可靠性。本文研究了OFDM和MIMO-OFDM无线通信系统的信道估计技术以及MIMO-OFDM系统的自适应调制技术。本文的主要创新工作在于: 首先,针对OFDM系统信道估计问题,提出了一种基于分散导频结构的径向基函数网络信道估计和跟踪算法。为了利用信道响应的时域和频域相关特性,根据导频循环移位的特点提出了分组联合信道估计及跟踪的方法。通过仿真和分析说明了该算法较之基于梳状导频的径向基函数网络估计法频谱效率高,且在性能上优于其它几种基于线性滤波插值的信道估计器。其次,针对MIMO-OFDM系统LS信道估计中的导频分离问题,系统分析了不同导频结构下的导频正交设计方法。提出了基于LS的通用正交导频设计准则和基于该准则的迫零导频设计法。为保持导频符号的空间分集增益,又提出基于Hadamard矩阵的正交导频设计方法,并且针对不同的导频结构给出了具体的正交导频设计方案和导频信道估计方法。第三,针对MIMO-OFDM系统的信道估计问题,结合本文提出的MIMO-OFDM正交导频设计方法将OFDM系统中的径向基函数网络信道估计法推广到MIMO-OFDM系统,以采用Alamouti空时分组码的STBC-OFDM系统为例,给出了具体的设计方法。通过仿真表明该算法同样具有良好的性能和提高频谱效率的特点。最后,提出了一种低复杂度的VBLAST-OFDM系统自适应调制方案。用自适应变步长的方法对一种基于MQAM调制的近最优OFDM自适应调制算法进行简化,利用奇异值分解将简化算法推广到VBLAST-OFDM系统,用表征信道增益的信道矩阵特征值对子信道比特加载进行优化。仿真分析了该方案的有效性,并说明了简化方法与原算法性能接近,但复杂度降低30%以上。