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LTE-Advanced是3GPP提出的LTE增强技术，旨在提高传输速率以适应移动宽带通信市场的应用需求，并保持3GPP标准在移动通信领域的竞争力。在下行链路中，接收端信号检测性能将直接影响后续信道译码的正确性，所以信号检测在LTE-Advanced系统中起着十分关键的作用。信号检测技术是一种相对较复杂的技术，软件方案无法满足LTE-Advanced系统高速率的性能需求，因此对信号检测技术进行硬件实现的设计研究也势在必行。
本文首先简要介绍了LTE-Advanced物理层基本结构、MIMO技术原理以及下行链路信号处理流程，针对本文的研究主题，着重介绍了下行链路在空间复用模式下的层映射和预编码原理;接着深入研究多种信号检测算法，包括各种线性检测算法和非线性检测算法，并对其进行性能仿真和实现分析，确定采用基于层内预排序的QRM-MLD检测算法进行ASIC实现设计;然后根据高速率、小面积、低功耗、可扩展性等要求，设计出一种适用于LTE-Advanced系统的信号检测ASIC方案，该方案以一个OFDM符号为单位，多次调用的方式进行实现，并且在ASIC实现中对标准星座点采用层内预排序和空间映射的存储方式，从而大大减少了度量值计算次数和存储空间。
最后使用Verilog HDL硬件设计语言对文中设计方案完成代码开发，使用LEDA工具对代码的正确性和可行性进行检查分析，通过白箱测试方法进行功能验证。该方案采用samsung45nmCMOS工艺库进行逻辑综合，其面积为1180470.465662 um2，功耗为9.9500mW，模块的最大吞吐量为8601.6Mbps，表明该设计方案的正确性和可行性，且性能满足LTE-Advanced系统的要求。