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随着通信技术的发展,5G时代即将来临。作为5G技术中的关键技术之一,多用户多输入多输出系统(Multiuser Multiple Input Multiple Output,MU-MIMO)在提高系统吞吐量的同时还会引入用户间的干扰。在基站端引入预编码技术可以抑制用户间的干扰,提高系统性能,同时也会降低客户端的检测难度与客户端硬件资源的消耗。因此,MUMIMO系统预编码算法的研究具有重要的意义与价值。本文对S-GMI(Simplified Generalized MMSE Channel Inversion)预编码算法进行了大幅度改进,提出了一种适用于MU-MIMO通信系统的S-GMI-THP(Simplified Generalized MMSE Channel Inversion Tomlinson-Harashima Precoding)预编码算法。为了降低算法的复杂度,该算法利用低复杂度的QR分解消除用户间的干扰;为了提高算法的系统性能,该算法采用高性能的THP(Tomlinson-Harashima Precoding)预编码来消除单个用户内部数据流之间的干扰。本文设计了S-GMITHP预编码算法的整体硬件架构,并采用基于Sherman-Morrison定理的低复杂度矩阵求逆算法实现核心的8×8规模矩阵求逆操作。对矩阵求逆算法中存在的数据增长过快的问题,本文给出了算法层面的解决方案,并在硬件实现过程中利用待求逆矩阵共轭对称的特性对矩阵求逆模块的硬件结构进行了优化,之后给出了硬件实现方案。仿真结果显示,在接收端有4个用户,每个用户配置2个天线时,本文所提出的S-GMI-THP预编码算法在MU-MIMO系统中误码率性能优于经典的MMSE(Minimum Mean Square Error)、S-GMI、THP、BD(Block Diagonalization)预编码算法,相对于S-GMI算法有7.46dB的性能提升,相对于MMSE算法有1.2dB的增益,并且该算法的复杂度仅为S-GMI算法的35%。对S-GMI-THP算法中核心的矩阵求逆模块,本文所提出的结构在硬件资源消耗和吞吐率上相较于LU分解法、QR分解法均存在一定的优势。FPGA验证结果显示本文采用的矩阵求逆模块实现了200MHz的时钟频率,在资源消耗为55.7k LUTs的情况下达到了8.14 cycles/matrix的吞吐率。