与传统多用户MIMO系统相比,大规模MIMO系统通过增加基站的发射天线数,提高了系统容量及降低了基站发射功率,能同时满足第五代移动通信对频带效率和能量效率的高需求。但配置过多的天线意味着更多的射频链路、更高的能量消耗,这导致系统能效降低。考虑到实际大规模MIMO系统中电路功耗参数、信道状态信息(Channel State Information,CSI)往往不理想,因此论文针对非理想参数下的大规模MIMO系统能效优化方法进行研究。论文的主要工作如下:首先,介绍了大规模MIMO的系统模型,功耗模型及三种常见的能量效率研究方法。建立了考虑非理想电路功耗参数的能效优化模型,通过分析所优化的目标函数特性,采用直接求导的方法获得系统渐近最优的基站发射功率表达式,讨论了非理想电路功耗参数对能量效率的影响。同时在未知电路功耗参数下,提出了一种基于统计平均的能效优化方法,该方法能达到与真实电路功耗参数渐近的系统能效。其次,针对信道估计存在误差的问题,推导了在非理想CSI下迫零和最大比传输预编码的大规模MIMO系统容量公式,通过仿真分析了非理想CSI对系统能量效率的影响,提出了一种提高系统能效的鲁棒性波束成形算法。采用分数规划理论及用户端信干噪比与最小均方误差之间的关系,将原本NP问题转化成线性可解问题,然后利用拉格朗日对偶方法和KKT条件,求得的能效最优波束成形算法能很大程度改善系统性能,并讨论了算法的计算复杂度。最后,针对大规模MIMO系统中存在计算复杂度高及射频链路高功耗的问题,优化系统能效时基站端进行天线选择,本文在非理想CSI下提出了一种低复杂度的确定系统最优天线子集的方法。接着又提出了一种基于天线选择和波束成形技术的方法,运用该方法不仅能提高系统能量效率,同时相比只进行波束成形大大降低了系统计算复杂度。