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大规模多用户MIMO（Multiple-input multiple-output）系统由于在基站配置了相当数量的天线阵列，有可能使频谱效率和能效性在现有4G基础上提高一个数量级，因此被认为是下一代5G移动通信的关键技术之一。目前，大规模MIMO的主要瓶颈问题是高维度信道建模与估计，信号检测以及复杂度控制等。本文针对大规模MIMO关键技术波束成形复杂度降低和性能分析展开研究，主要工作如下: 1)针对大规模MIMO系统块对角化(Block diagonalization，BD)预编码算法复杂度高的问题，提出一种低复杂度BD算法，该算法利用投影子方法来构造其他用户合成信道的零空间，仅需O(N) FLOPs(Float point operations)，而现有的BD算法需要O(N2) FLOPs。仿真结果表明:同现有的BD算法相比，所提算法在适当牺牲和速率的条件下明显降低了运算复杂度，且所提方法和速率性能优于MF和ZF预编码算法;此外，随着天线数N趋向于大规模时，该算法的性能逼近现有的BD算法和SVD算法。 2)在大规模MIMO系统中，MF波束成形算法具有实现复杂度低和性能优良等优点，故在大规模MIMO系统中得到广泛研究和重视。在基站端采用MF发射波束成形时，推导了用户端的SINR的概率密度函数(Probability density function，PDF)。所推导的SINR的PDF可用于分析大规模MIMO系统MF的和速率、中断概率和误码率。仿真表明，在中等和大规模MIMO场景下，所推导的SINR的PDF曲线同数值仿真的PDF曲线十分吻合。