第五代移动通信被认为是为下一代通信提供Gbps数据速率的一个有效解决方案。现有的微波频带逐渐饱和,因此,从28 GHz到300 GHz的毫米波（mm波）频段被当作为5G网络提供高数据速率的新频谱。然而,毫米波信号的传播特性不同于传统的微波信号,自由空间路径损耗和环境衰减对毫米波的影响十分严重。另一方面,毫米波信号的小波长特性允许使用大规模天线阵列来实现大的波束赋形增益。因此,利用多输入多输出的大规模MIMO技术来克服毫米波的传输损耗非常关键。由于天线数目多、传输损耗大,在利用大规模MIMO技术进行波束形成前很难有效获得信道状态信息（CSI）。因此,在所有的空间域内利用高增益的窄波束进行波束扫描来估计CSI成为主要的解决方案。但是,使用高分辨率窄波束估计信道使得信道估计开销急剧增加,影响整体数据速率。总的来说,已经有一些针对毫米波系统中波束扫描和对准的研究,但是这些研究将精力集中在穷举和迭代搜索程序上,依然存在复杂度高、信道训练开销大的问题。本文对5G移动通信中基于多分辨率码本的波束赋形技术进行了详细的研究和分析。通过设计多分辨率码本序列,提出了一种有效的波束对准和信道估计方法,能够使训练成本最小化,波束形成增益最大化。其中,码本由一个多级序列组成,用于在最小训练时间内找出基站与用户设备之间的主信道,以便充分利用信道相干时间进行数据传输。本文自适应地从多级波束形成序列中选择波束形成矢量的子集,以在约束周期内提供改进的平均数据速率。此外,本文利用相移DFT矢量构造多分辨率码本,来获得最大接收信号功率的恒定主瓣方向性增益波束图。仿真结果表明,本文设计的低复杂度、多分辨率码本能够极大降低信道估计的复杂度。