伴随着无线移动通信技术的快速发展,人们对能够进行及时可靠的移动通信需求愈加显著。而有限的频谱资源、能量资源又制约着这一诉求,因此,不断提高频谱利用效率和能量利用效率显得愈加迫切。波束赋形技术在提升MIMO无线通信系统容量、抑制干扰,进而提升系统频谱效率方面有着重要的促进作用。目前,该技术已经被写入3GPP协议。波束赋形技术通过对发射信号和接收信号进行必要的处理,使得信干噪比显著增加,以此提升系统容量和抑制干扰。这种技术也可以看做是对发送信号的空间滤波：通过在发射端设计发射矩阵,使得信号在尽可能的对准期望用户的前提下,再尽可能的减少对其它用户的干扰；通过在接收端设计接收矩阵,使得尽可能的提升期望信号功率,同时抑制干扰信号功率。在完成波束赋形矩阵设计后,对功率进行合理有效的分配也是提升系统频效和能效的关键技术之一。一方面,提升发射信号功率,可以有效的提高系统容量,但是在发射信号功率增加到一定程度后,频谱效率和能量效率不会再随着功率的提升而增加。另一方面,本着节能减排的思想,系统功耗当然是越小越好。结合波束赋形技术,在此基础上研究系统能量效率,设计合理的功率分配协方差矩阵以期提高系统能量效率,这是值得研究和分析的。在设计接收端和发射端的波束赋形矩阵时,完整的信道信息对其性能有着极其重要的作用。但是在实际通信系统中,获取完整的信道信息比较困难,因此,如何在不完整信道信息情况下设计波束赋形矩阵也是值得研究的。本文针对多用户MIMO技术中的波束赋形技术,能效优化方面的问题进行了如下研究：第一章介绍本文研究的意义、广播信道下的多用户MIMO波束赋形技术以及能量效率的研究现状。第二章介绍波束赋形技术、能量效率优化的常见研究方式方法,介绍本文所需的数学优化理论,建立系统传输模型、功耗模型等等。第三章提出了两种新的波束赋形算法,分别是基于信号空间维度波束赋形算法和基于空间距离波束赋形算法。针对这两种算法,我们给了发射端和接收端波束赋形矩阵的闭式解,并且结合波束赋形算法,分析了能效优化的功率分配。最后给出了仿真分析。第四章研究分析了信道信息不完整情况下的基于空间距离和基于信号空间维度算法的波束赋形矩阵设计,以及对能量效率的影响。第五章总结全文,简述下一步研究工作