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多天线系统(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)由于充分挖掘了空间资源，提高了无线通信系统的传输速率和传输可靠性，因此受到越来越多的关注。其具体应用有分集增益，空分复用，阵列增益，空间调制等。大规模天线阵列是指天线根数增大到几十或者上百甚至更多的情形，具有上行均衡简单、支持更精确的空分多址、能量效率高等优势，从而成为5G的研究热点。本文主要针对大规模天线阵列系统的信道建模以及预编码技术进行研究。 首先是大规模天线阵列的信道建模部分。信道是通信系统的核心，建立更精确高效的信道模型是仿真层面上评估通信系统性能的重要前提。在几何建模部分，本文提出一种考虑到极化的几何建模;并且针对不同场景，考量了平行波近似与球面波假设对空间相关矩阵的影响，为大规模天线阵列的分块信道建模提供理论依据。在相关矩阵建模部分，推导了线阵、圆阵、任意阵阵的相关矩阵，给出了考虑到极化的相关矩阵信道模型。 其次是大规模天线阵列的预编码技术。预编码主要为了降低接收机解调的复杂度或提高系统性能，在发射端根据信道信息对待发送数据做一定的预处理。对于时分双工(Time Division Duplex，TDD)系统，发射端获取下行信道主要是利用信道的互易性;对于频分双工(Frequence Division Duplex，FDD)系统，发射端获取信道主要是利用接收机反馈的下行信道信息。对于频分双工大规模天线阵列系统，需要反馈的信道数据非常多，从而时延很大。论文利用上下行物理空间的对称性，提出一种基于角度信息的等增益预编码技术。并对这种技术给系统带来的信噪比增益的累积分布函数以及系统误码率做了理论推导，并做了仿真验证。针对相关的多天线信道，对比了新提出的预编码方案与传统的迫零(Zero-Forcing，ZF)、最大比(Maximum Rate Transmitting，MRT)预编码方案性能做了仿真分析。 最后，给出了一些可供深入研究的问题和方向。