无线通信技术是当今社会发展的重要推动力,尤其是MIMO技术的提出使得无线通信的质量有了很大的改善,并提高了通信系统的信道容量。另一方面,信道环境的多变还是对接收信号的质量带来了很大的挑战。为了解决传输信道造成的误差并提高通信链路的信噪比,提出了符号级预编码技术。但如今随着毫米波技术应用在MIMO系统中,天线和用户数量出现激增,使用传统的数字基带预编码技术会使得整个通信系统的硬件复杂度和射频链路功耗持续增加,能量效率降低。所以,如何提高预编码系统的能量效率,降低功耗,是当前研究高效预编码技术的关键。基于以上的研究背景,本文研究并实现了一种近似封闭形式算法的符号级数字预编码器,并将其应用在预编码系统中,旨在实现高能效、低功耗、大吞吐率以及低复杂度的目标。本文主要开展并完成了以下几个方面的工作。首先,本文介绍了预编码系统中信道估计以及符号级预编码技术的概况。对于前者,结合实际应用对常用的估计算法进行分析。另外,还介绍了三种不同的预编码方法,对其结构的优缺点分别进行了分析,为后续设计奠定了理论基础。其次,对近似闭式算法的SLP技术的算法原理进行了介绍,此种算法降低了预编码后符号的平均功率的同时提高了系统的能量效率。为了验证并比较该算法的性能,在ZF预编码准则下,与多种算法进行对比。通过在MATLAB中仿真验证后,该算法在某些信道条件数下可以获得较好的性能。再次,为了搭建预编码器的硬件测试平台,对SLP系统的关键技术进行了实现。主要包括信道估计模块、预编码矩阵生成模块以及符号级预编码器模块。还介绍了硬件实现的框架和流程,并对所设计的IP进行功能性测试和接口介绍。最后,基于HLS的优化方法学,对设计的预编码器IP进行性能优化,降低了延迟并提高了设计的吞吐率。通过搭建验证测试平台,对优化后的IP在FPGA上进行能量效率测试。测试结果表明,IP的能量效率达到了预期的目标。综上所示,本文得到了具体工程可以应用的符号级数字预编码器,其具备高吞吐率下的符号处理性能的同时,还降低了设计复杂度、平均功耗以及提高了系统的能量效率。