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为了满足未来移动通信系统对更高数据传输速率的需求，3GPP组织近年来启动了通用移动通信系统(UMTS)的长期演进(LTE)项目。LTE改进并增强了3G的空中接入技术，其下行链路采用正交频分复用多址接入(OFDMA)和多输入多输出(MIMO)相结合的技术，能够有效地对抗信道的频率选择性衰落并显著提高系统的频谱利用率。本论文研究LTE系统自适应传输算法和硬件实现方法以及下行链路发送端的FPGA硬件实现。 本文首先研究LTE下行链路的自适应传输算法。根据LTE下行链路预编码MIMO-OFDM系统模型，以最大化MIMO信道的数据传输速率为目标，推导了下行链路的自适应传输算法。接收端利用信道状态信息进行秩、预编码矩阵和调制编码方式的选择并且反馈到发送端。发送端利用接收到的反馈信息，选择传输码字的个数及调制编码方式、MIMO传输的数据流个数以及预编码矩阵，从而形成LTE下行链路自适应传输的完整技术方案。为了确定秩和预编码矩阵，比较了两者独立选择和联合选择算法的差别，得到了一种适合LTE下行链路的自适应传输算法。仿真结果表明，自适应传输方案能够有效地自适应于各种MIMO信道环境，可以获得较高的频谱效率和较低的误码字率。 其次研究LTE下行链路自适应传输算法的简化以及DSP硬件实现方法。虽然秩和预编码矩阵的联合选择算法对于LTE系统来讲是最优的，但是在计算过程中涉及到了矩阵的求逆，要以穷举的方式反馈所有可能性对应的量度，实现复杂度较高。为此研究了简化矩阵求逆的算法，并基于Householder变换码本的结构和性质，研究了减少反馈复杂度的方法。在此基础上，对自适应传输模块各个主要信号进行了定标和定点化分析，得到了一个合理的定标方案，使得所选的定标方案具有较高的量化信噪比，并结合课题组项目中硬件资源的具体情况，对通过DSP实现自适应传输模块的方法进行了讨论，给出了具体的DSP程序设计流程。 最后研究了LTE实验验证系统下行链路发送端的设计及FPGA实现。由于课题组项目的需要，简述了在LTE物理层协议基础上进行修改与简化后的实验验证系统下行链路，对下行链路的发送端进行了模块划分和定点化，并将定点仿真的结果和浮点仿真的结果进行了比较。基于所确定的定标方案，对发送端的各个子模块进行了硬件设计，详细给出了各个主要模块的功能描述、结构框图、接口信号的定义以及接口信号的时序。对于所设计的硬件模块，通过各种不同的测试用例将Verilog的仿真结果与MATLAB或者C定点程序的仿真结果进行对比，保证了设计结果的正确性，并且给出了发送端模块的硬件资源消耗情况。