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毫米波(Millimeter Wave,mm Wave)与大规模多输入多输出(Massive multipleinput and multiple-output,Massive MIMO)技术相结合被认为是5G通信中关键技术之一。毫米波通信解决了频谱资源短缺的问题,但是毫米波通信在高频段中信号具有很高的路径损失,而大规模MIMO技术的波束成形增益能弥补这一损失,而且毫米波通信的更短波长也有益于大规模MIMO中天线部署。在毫米波大规模MIMO系统中采用混合预编码方案能够有效的减少射频链路的数量,系统能耗并且系统性能不会受很大损失。射频链路数量的减少也就意味着系统中可服务的用户数量的减少,因此引入非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术来增加系统可服务用户数量。本文主要研究毫米波大规模MIMO-NOMA系统在混合预编码方案下的功率分配算法问题。本文主要研究内容如下:本论文首先介绍了优化问题相关基础理论,包括优化问题基本概念、拉格朗日对偶函数,KKT方程以及两种经典的凸优化问题;研究了NOMA技术的基本原理,介绍了一种经典的下行NOMA系统模型,比较了NOMA与OMA的系统容量,证明了NOMA的优越性;介绍了MIMO基本原理、MIMO-NOMA系统模型,研究了毫米波传输特性以及信道模型。然后,本论文介绍了单用户大规模MIMO和多用户大规模MIMO系统的系统容量,介绍了数字预编码并研究了三种经典的数字预编码的优缺点,提出了一种模拟预编码方案,最后介绍了毫米波大规模MIMO系统模型以及毫米波大规模MIMO系统中两种天线阵列结构以及能源效率的定义;并且在该系统下以频谱效率和能源效率为性能评价指标,通过仿真证明混合预编码方案是系统中最佳的预编码方案。最后,本论文介绍了两种毫米波大规模MIMO-NOMA系统的功率分配算法,两种功率分配算法都旨在最大化系统在用户服务质量要求和每群集功率约束下的能源效率,然后对两种功率分配算法中存在的问题进行改进得到改进的功率分配算法。最后通过仿真分析改进的功率分配算法与原有的功率分配算法的能源效率性能,比较了两种算法之间的算法复杂度。