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在接收端和发射端同时使用多根天线的多入多出（Multiple-Input and Multiple-Output，MIMO）技术可以不增加额外带宽和功率的同时，提供更高的信道容量。MIMO技术已广泛应用在现代无线通信标准中，如3GPP LTE，IEEE802.16e和IEEE802.11n等。然而，随着天线数目和调制阶数的增多，接收端信号检测的复杂度随之呈指数增长，限制了MIMO技术的进一步发展。因此，设计一种低复杂度，高吞吐率，高性能的MIMO检测器具有重要意义。 为了提高树搜索检测器的吞吐率，并且保持优异的检测性能，本文基于度量优先树搜索检测算法，设计了一种并行软输出堆栈算法用于4×4天线，64-QAM调制方式的MIMO系统信号检测，并完成了VLSI硬件实现。在算法层面，本文提出了基于多个局部堆栈的并行树搜索策略，针对该并行树搜索策略分别使用了无效节点删除，复数域节点列举和叶子节点并行展开等方法，并修正了软输出的近似公式，提高了搜索效率和检测性能。在VLSI架构层面，采用多级流水线架构，基于查找表和并行计算结构进行设计，提高了检测器数据吞吐率。 仿真结果表明，本文提出的并行堆栈检测算法接近最优检测性能，并将传统堆栈检测算法的迭代搜索次数减少了30％。采用SMIC130 nm工艺实现，该检测器最高时钟频率为175 MHz，在E?/N?为21.2 dB时，误码率达到10??，最高数据吞吐率为421 Mbps，吞吐率比文献中记录的最新度量优先堆栈检测器（216Mbps）提升了95%，为设计下一代高性能，高吞吐率的MIMO检测器奠定了理论与实践基础。