为满足现代无线通信系统对系统容量和传输速率日益增长的需求,LTE-A系统引入了载波聚合、多天线增强等技术,进一步提高了系统性能,为用户带来了更好的业务体验。随着网络建设工作的开展,各项新技术的部署也给现有的网络测试设备带来了新的挑战,因此研发一款专业化的新型测试仪表具有重要的意义。信号检测作为LTE-A系统接收端的重要环节,其性能优劣会直接影响整个通信系统的质量。本文基于LTE-A空口监测分析仪的架构设计和需求分析,对下行MIMO检测环节进行了设计实现,主要工作包括:1.基于3GPP物理层协议,对下行接收端信号检测环节进行深入研究。首先就检测算法的性能、复杂度、时间效率等因素对各方案选型进行分析,结合项目需求选取合适的算法。针对现有的设计方案,本文从组合逻辑、数据处理能力、模块耦合度等方面进行了优化并提出一种高效率的下行多天线信号检测方案。该方案充分利用了DDR3(Double Data Rate)高速读写数据的优势并采取了基于AXI4-Stream接口封装的技术,极大地提高了检测环节的数据处理效率。2.根据流程设计,对集成的MIMO检测模块进行了FPGA实现。检测器中的矩阵求逆部分是限制吞吐性能的主要瓶颈,本文经过方案对比并结合目标矩阵Hermite正定的特点,选取了基于Cholesky分解的求逆方案。设计中根据模块间的数据依赖关系,采取了基于流水线的设计结构。针对2?2MIMO场景本文又提出了一种新的低消耗、高吞吐的设计方案。该方案通过全流水的方式将矩阵分解和三角阵求逆两个独立模块结合起来,节省了中间过程因控制和存储造成的资源消耗。3.完成了测试验证工作。首先通过数据交互的形式进行FPGA功能仿真,之后完成了仪表的整机物理层功能测试,验证了设计方案的有效性。在双流传输场景下,物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel,PDSCH)检测的吞吐率达到140Mbps,接收端整体时钟频率可达187.5MHZ,满足项目需求。本文的设计为LTE-A系统基带核心处理部分提供了解决方案,同时对其他MIMO检测产品IP化设计也有一定参考意义。