大规模天线(Massive Multiple Input and Multiple Output,massive MIMO)技术作为第五代移动通信(The Fifth Generation of Wireless Communications,5G)的关键使能技术之一,在近年来成为研究热点。蜂窝通信系统中应用大规模天线技术,在基站(BaseStation,BS)配备成百上千根天线实现较窄的波束赋形,不仅可以提高接收信号强度,也可以允许多个用户(UserEquipment,UE)之间的时间复用和频率复用,因此可以很大程度提高通信系统的频谱效率和能量效率。为了实现精确的波束赋形,发射机需要完美信道状态信息(Channel State Information,CSI)。在时分双工(TimeDivisionDuplexing,TDD)的工作模式下,用户发送正交导频序列基站侧进行信道估计是获取信道状态信息最有效的方式。由于正交导频序列数目受相干时间长度限制,难以满足系统中用户数目越来越大的需求,用户之间难免要进行导频复用,引起了信道估计的干扰,也就是导频污染问题,成为限制massiveMIMO系统性能优势的主要瓶颈性因素之一。本文针对多用户多小区massive MIMO系统中的导频污染问题,主要研究了导频分配(PilotAllocation,PA)和导频污染预编码(PilotContaminationPrecoding,PCP)的联合设计以及动态的导频分配算法设计。主要工作和创新点如下:首先,对massive MIMO系统中的信号模型进行了分析,推导了系统中上下行链路信号干扰噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)的闭式表达式,并分析了导频污染对于系统性能的具体影响,同时分别分析了导频污染预编码和导频分配对于系统性能的影响。其次,提出一种导频分配和导频污染预编码联合设计的算法。导频污染预编码技术指的是在下行传输之前,对用户数据做预处理,以减小导频污染的影响。在现有的关于导频污染预编码技术的研究之中,不同小区用户随机复用导频,也就是不考虑导频分配。研究发现,在采用导频污染预编码的系统之中,改变不同用户之间的导频复用方式,系统的性能也有所改变。因此为了进一步提高系统性能,针对导频污染预编码技术,本文提出了两种基于导频污染预编码技术的导频分配方案设计,分别是基于贪婪思想的算法以及基于矩阵变换的算法,首先以最大化系统可达速率之和为优化目标,进行导频分配和导频污染预编码联合设计;在此基础之上,为了兼顾用户公平性,以最大化系统中用户可达速率乘积为优化目标,旨在以更低的复杂性实现进一步的系统性能改进。最后,提出了一种动态的导频分配设计方案。传统的导频分配方案大多针对每个小区中用户数目固定不变的场景,在实际的通信系统中,如果有用户增添,则需要重新对系统中用户进行导频分配,灵活性较差,而且复杂度较高。因此,本文提出一种动态的导频分配算法,针对系统中有用户增添的情况,只改变部分用户的导频分配信息,以较低的复杂度代价,在不降低原有用户通信质量的同时,保证新加入用户的通信。