随着5G技术日臻成熟,基于大规模MIMO的无线通信专网应用也就成为新的研究需求。5G专网的基站覆盖范围要求远大于普通商用5G蜂窝移动通信系统,工作在郊区、海岛、山区等应用场合,支持高移动性,因而信道的时延扩展较大,最大多普勒频偏也较大。本文针对5G专网的需求特点,研究确定适用于5G专网的大规模MIMO下行链路SDMA预编码及检测算法,并进行FPGA硬件实现形成IP核。本文首先进行大规模MIMO下行链路检测算法研究,对ZF、MMSE和LMMSEISDIC等检测算法进行公式推导、仿真实验、以及性能分析比较。在集中式大规模MIMO场景下,在LMMSE-ISDIC检测算法的基础上,提出一种新的迭代检测结构,即通过软入软出检测器、软入软出译码器和等效信道估计器等软信息的交互来改善系统整体性能。仿真结果表明,所提出的新的迭代检测算法性能优于原算法。论文其次研究基于大规模MIMO的无线通信专网下行链路SDMA预编码,对BD、GZI、GMI等用户预编码算法进行公式推导、仿真实验以及性能分析比较,结果表明,GZI最适宜用作大规模MIMO空分多址的无线通信专网基站侧下行SDMA预编码,满足无线通信专网系统设计技术指标要求。论文接着研究采用GZI预编码的空分多址大规模MU-MIMO无线通信专网系统下行链路检测算法,此时大规模MU-MIMO（32x32,16个用户）基站与单用户构成的等效信道矩阵维度为2x2。等效2x2 MIMO信道下,对MMSE-PIC与LDPC译码结合、SD与LDPC译码结合的两种迭代算法进行公式推导,给出了EVA信道场景下ZF、MMSE、MMSE-SIC、MMSE-PIC、SSD、SSDKB、ML等检测算法的仿真实验以及性能分析比较,结果表明在5G专网系统可以采用球译码算法来优化检测性能。论文最后采用Vivado HLS工具,选择KUC105 FPGA芯片开发大规模MIMO专网基站侧下行SDMA预编码及终端侧检测算法的IP核。首先给出了下行链路中所用的基本矩阵运算如矩阵相乘、矩阵QR分解、矩阵SVD分解和矩阵求逆等的IP核实现,然后根据基站侧下行SDMA预编码算法原理实现下行链路基站侧SDMA预编码算法IP核,给出了资源占用和Vivado HLS仿真结果;最后根据下行链路终端侧检测算法原理实现下行链路的终端侧检测算法IP核,给出了资源占用和Vivado HLS仿真结果。