近年来,随着无线通信技术的快速发展,人类进入了一个万物互联的时代。各种智能终端的兴起,人们对无线数据的需求量达到了一个前所未有的高度,给如今的第四代通信系统(4G)带来了巨大的挑战。大规模多输入多输出(Massive MIMO)技术作为第五代通信系统(5G)的关键技术之一,有很大的潜力满足人们爆发式的数据需求。在大规模MIMO无线通信系统中,基站安装了大量的天线,庞大的天线数目能够形成指向性更强宽度更窄的波束,使得用户接收信号功率有了明显提升。此外,大规模天线提供了巨大的空间自由度,使得更多的用户能够复用同一时频资源与基站进行通信,极大的提高了频谱利用率。目前,为了提升大规模MIMO的系统性能,波束赋形算法成为了业界的研究重点。因此,本文将针对LOS场景中的大规模MIMO系统,对单用户和多用户的波束赋形算法展开科研工作,具体工作如下:1.研究大规模MIMO单用户系统的波束赋形算法。首先从两个角度对传统的单用户波束赋形算法进行了介绍,包括基于角度信息的波束赋形算法和基于信道信息的波束赋形算法,详细分析并对比了各种算法的优缺点。接着,针对LOS场景中,传统的波束赋形算法不能在目标用户处形成最大波束增益这一弊端,从两个角度提出了改进的单用户波束赋形算法。从用户信道信息来看,本文将用户的主径信道信息提取出来,利用EBB算法计算波束赋形矢量。从角度信息来看,本文通过使得目标用户波束增益最大,构建相应的凸优化问题,求解波束赋形矢量。最后,通过MATLAB软件进行上述算法进行了仿真对比,结果表明本文提出的两种改进算法有效的提高了单用户的系统性能。2.研究大规模MIMO多用户系统的波束赋形算法。首先介绍常见的多用户波束赋形算法,详细介绍它们的推导过程并且分析对比各自的优缺点,发现传统的多用户波束赋形算法在抑制用户间干扰的同时,牺牲了过多的目标用户的波束增益。针对这一缺点,提出了改进的多用户波束赋形算法,其主要思路为在保证目标用户增益的情况下,抑制用户间的干扰。该算法分为两步:第一步提取主径信息,利用EBB算法计算初始权值,得到初始波束;第二步降低波束主瓣范围以外的波束增益,得到目标波束,同时对主瓣增益进行约束,构建凸优化问题,求解最优的波束赋形矢量。最后,在MATLAB平台上进行仿真验证,结果表明,本文提出的算法改善了多用户的系统性能。