近年来,第五代移动通信系统(5G)受到国内外学者的高度关注。通过在基站配置数十甚至数百根天线的大规模多天线技术,是5G关键技术的重要代表,它能够显著提高系统容量、频谱效率,并简化传输方案。然而,大规模多天线技术在实际信道环境中能够实现的性能增益,仍需通过信道测量工作进行验证。因此,考虑到随场景、频段等条件而变化的无线信道传播特性,在5G系统中部署大规模多天线技术过程中的工作重点之一是对真实信道的测量和研究。本文基于城市宏蜂窝和室外到室内两个典型应用场景,开展了中心频率为3.5 GHz、带宽为200 MHz的256天线大规模多天线信道测量,对大规模多天线技术在真实环境中的多用户容量和信道相关性等性能进行了分析和研究。主要工作包括:(1)城市宏蜂窝场景下大规模多天线信道多用户性能研究。本文在该场景下选取了视距和非视距两种传播条件,基于实测的两用户大规模多天线信道数据,对比分析了不同基站发射天线数下的两用户和单用户信道容量性能,并将其与理想独立同分布条件下的信道做了对比。实测信道两用户容量性能随发射天线数的增加而持续增加,但增速逐渐减缓。并且该场景中在发射天线数持续增加到256时,在信噪比取值较高时视距和非视距传播条件下两用户实测信道容量分别能够达到接近75%和90%的理想独立同分布信道性能。两用户实测信道的归一化特征值分布和相关性特性结果与容量性能结论相匹配。当用户侧天线数由2根逐渐提高至16根时,两用户信道容量显著提高,但收发端两侧的天线配置以及场景等因素均可能会对性能增益造成影响,此外发端配置大规模天线可以提高两用户容量相对单用户的增幅。(2)室外到室内场景下大规模多天线信道多用户性能研究。在该场景下,本文进行了基站分布在室外、两个用户分布在两个室内构造相同的楼层的实地信道测量,并基于采集到的两用户大规模多天线实测信道冲激响应进行了与上一场景中相同的分析研究工作。两用户均位于低楼层时的实测信道容量性能由于受到其室外环境中树木等散射体的影响相对更好,其相对理想独立同分布信道性能的实现程度随发射天线数增加到256时能够接近90%。此外,本文还对比分析了发射端天线阵元排布为不同形状的大规模多天线阵列时的两用户容量性能,为实际环境中大规模多天线阵列的应用提供了参考。总而言之,本文主要通过搭建以3.5 GHz为中心频段的两用户大规模多天线信道测量平台,基于实地测量获取包括城市宏蜂窝、室外到室内两个典型移动通信应用场景的信道数据,以进行大规模多天线实测信道的两用户容量和信道相关性等性能分析和研究。