基站端配置数十甚至上百根天线的大规模MIMO无线通信系统成为5G无线通信网络有前景的技术。为了评估和优化大规模MIMO无线通信系统的性能,有必要研究能充分反映大规模MIMO信道特性的准确、灵活和高效的信道模型。本文提出了几种能够体现大规模MIMO信道特性的扩展信道模型。首先,本文根据信道模型分类的不同,简要介绍了几个常用的MIMO信道模型。此外,回顾了最近的关于大规模MIMO信道测量工作的文献,分析了 MIMO天线阵列大规模化带来的信道特性的变化。其次,本文在椭圆信道模型的基础上提出了二维大规模MIMO非平稳宽带共焦点椭圆信道模型。模型中采用球面波假设来代替传统MIMO信道模型中的平面波假设来对大规模MIMO的近场效应进行建模;并采用生灭过程对散射体簇在阵列和时间维度上的非平稳性进行建模。仿真结果表明,此椭圆模型能较好的体现大规模MIMO信道特性。之后,本文对WINNER Ⅱ模型进行了扩展,使其更接近真实信道。扩展模型支持三维场方向图、三维传播场景和球面波前假设;可对信道大尺度和小尺度参数的随时间的平滑变化进行建模,通过时间轴上散射体簇的生灭过程来建模时间段(segment)之间的过渡和场景转换。仿真结果表明,此扩展模型可避免传统模型中在场景切换时传播参数的突变。最后,本文提出了三维非平稳宽带成对散射体簇模型。此三维信道模型支持三维传播场景,并且不再局限于共焦点的椭圆模型,而是采用成对散射体簇来消除到达角和离开角之间的依赖性;并采用了球面波假设和散射体簇生灭过程。仿真结果表明,此三维信道模型能体现大规模MIMO信道特性。