大规模多输入多输出（Massive MIMO）是第五代移动通信(5th Generation,5G)的一项关键技术,可以大大提高信息传输速率。目前,大规模MIMO主要应用于陆地移动通信中,但其在海上通信中同样具有很高的应用价值。随着我国海上贸易往来和海洋资源开发的不断深入,我国对于海上通信的需求也在不断增加。传统的海上通信主要基于卫星通信,卫星通信虽然覆盖范围广,但由于通信链路较长,所以可能存在信息传输速率较慢、时延较高等问题。因此,针对海上近距离通信的要求,大规模MIMO通信系统可以提供更高的传输速率和更多的通信需求。例如,相邻海洋石油钻井平台或船舶之间的通信需求、跨海大桥上的车辆通信需求、港口与内陆之间的通信需求等。通过在海上平台上建立基于大规模MIMO的多个通信基站,可以实现船舶与海上平台之间的高速通信,以此来提高海上通信的效率。但在实际应用场景下,无线电波在传输过程中会经历散射、反射和吸收等造成的叠加损耗,最终导致传输距离受限。例如,在海上通信中,从发射机到接收机的通信链路中可能有降雨,降雨引起的散射和吸收衰减会导致信道的信息传输速率和传输距离下降,特别是当无线通信频率高于7 GHz时,通信链路的信噪比将明显降低。未来的无线通信研究重点将放在能够提供充足带宽的毫米波甚至太赫兹等更高频段,因此,降雨衰减往往是必须考虑的问题之一。就目前而言,在室外部署基于大规模MIMO和毫米波的5G基站已不可忽视降雨衰减,因为降雨对毫米波频段和大规模MIMO多天线链路所造成的衰减影响已足以对无线通信质量产生较大影响,在无法提供大功率传输的情况下,暴雨天气可能造成无线通信中断。本文首先给出了在星-地链路中以及在地面链路中所使用的经典降雨衰减模型,由于本文的主要研究对象是热带海上通信链路的降雨衰减情况,与地面链路相似,因此在第二章中根据不同的链路条件对不同的地面链路雨衰模型进行了比较分析。在第三章中,本文对大规模MIMO系统的性能进行了简单研究,研究包含了大规模MIMO在空间复用与空间分集时,采用不同编码技术的信道增益情况,以及大规模MIMO系统在大尺度衰落与小尺度衰落等信道衰落条件下信道容量的变化情况。在文章的第四部分中,主要研究了热带海上无线电波衰减的特性,并根据热带海上的特有衰减,对适用于地面链路的雨衰模型进行修改,使其能够适用于热带海上无线通信链路。在上述内容的研究基础上,本文第五章提出了适用于大规模MIMO的热带海上信道衰减模型,该模型考虑了大规模MIMO的信道衰落以及无线电波在存在降雨情况下的热带海上通信时的信道衰减,为大规模MIMO系统在相关实际通信条件下的信道衰减提供理论参考。