大规模MIMO技术作为5G关键技术,可同时实现高频谱效率和高能量效率。随着无线通信系统能耗的成倍增长,关于提高能量效率的研究越来越受到学术界和工业界的重视,其关键点就在于以最大化系统吞吐量或最小化系统功耗为目标逐步演变成将最大化系统能效作为研究目标,在此背景下,本文将深入研究大规模MIMO系统中的能效问题。本文主要考虑多用户大规模MIMO系统,包括单小区MIMO模型和中继转发模型,结合迫零线性预编码技术提出一种能效资源分配算法,并综合用户的发射功率以及基站端的发射天线数来建立MIMO系统的能量效率函数,对得到的能效函数进行凸优化以便求取最大能效值,通过MATLAB仿真获得最优天线数和用户发射功率。其中,在半双工MIMO放大转发中继系统模型中,考虑三种功率缩放策略:固定中继发射功率、固定用户发射功率、固定用户和中继发射功率,给出了采用最大合并比和迫零接收两种方案在三种不同的功率缩放策略下的渐进可达速率,仿真结果表明使用迫零接收相比最大合并比可以获得更高的系统频谱效率和能量效率,得到的最优天线数相对较少,提出的最优资源分配算法在最大化系统能效上优于三种功率缩放策略。本文还考虑了全双工模式下的中继转发模型,主要分为放大转发和解码转发两种系统,同时分析了它们在三种功率缩放方案下瞬时速率的渐进性和环路干扰的影响程度。在双跳中继放大转发系统中,随着发射功率的增加,系统频谱效率不断增加直至趋于一个固定的值。而由于第一跳相比第二跳对于系统性能增益更重要,可以发现中继处的接收天线多于发射天线的情况下获得的频谱效率比较大。根据解码转发定理,当下行链路强于上行链路时,AF系统频谱效率要强于DF系统,环路干扰对两种系统影响较大;当下行链路弱于上行链路时,两种系统的性能差距很小,也几乎不受环路干扰影响。最后发现放大转发中继系统仅在第二种功率缩放方案下能够抑制环路干扰,而解码转发系统由于隔离了上下链路,在第二种和第三种方案下均能很好地控制环路干扰。这三种功率缩减方案本质上都是将中继处的天线数做的足够大,仿真说明了在中继处配置大规模天线阵列是可以有效地抑制全双工带来的环路干扰的。第二种功率缩放方案下AF和DF中继系统的能量效率相差无几,而在第一种功率缩放方案下AF系统有更高的系统能效,第三种功率缩放方案下则是DF系统更胜一筹。