目前,随着移动用户和通信需求的增加,频谱资源逐渐紧张,为了拓展频谱资源,在第五代移动通信（The 5th Generation,5G）的标准化工作中已经将毫米波频段划定为商用频段。然而,毫米波容易受到传播环境干扰,在传播过程中会产生极大的路径损耗。通常采用大规模天线增益来对抗毫米波通信中的路径损耗。为了使大规模天线系统能够更灵活应用于实际网络,5G标准采用了基于阵面的大规模天线设计。因此,研究毫米波通信中多阵面多入多出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）传输技术对克服高路径损,提升系统容量有着重要意义。论文选题于国家科技重大专项“5G国际标准候选方案评估与验证”项目,设计并实现了一个适用毫米波通信中多阵面MIMO传输技术的系统级仿真平台,进一步基于该平台对毫米波通信中多阵面MIMO传输技术展开研究并进行了仿真验证和性能分析,为标准化工作提供理论参考依据。论文完成的主要工作如下:首先,论文对毫米波通信和大规模MIMO技术进行了综述。概述了目前毫米波通信研究现状。对大规模MIMO的关键技术展开了深入调研,并分析其原理,为多阵面MIMO的研究奠定了基础。进一步地,对毫米波通信中多阵面MIMO传输技术进行了相关综述,分析了目前面临的问题和挑战。同时,对移动通信系统级仿真平台的研究状况做了总结,为毫米波通信中多阵面MIMO系统级仿真平台的设计实现提供依据。其次,论文完成了毫米波通信中多阵面MIMO系统级仿真平台开发。论文进行了需求分析和总体设计,并根据功能需求,重点设计了平台的信道模块、调度模块和反馈模块。在设计思想的指导下,完成了该系统级仿真平台的开发实现,开展了平台的主要功能测试与性能评估。测试结果表明,该平台能够在向下兼容原有平台功能的基础上完成毫米波多阵面MIMO的通信仿真。最后,论文针对毫米波通信系统中边缘用户性能和系统整体性能都较差的问题,开展了多阵面MIMO系统的传输方案研究,提出了基于比例公平的单波束传输方案和基于波束分组的多波束传输方案。所提两种方案对基于混合波束赋形的波束调度和反馈机制进行了设计,提升了毫米波通信系统边缘用户性能和整体性能。将所提两种方案在论文搭建的系统级仿真平台上进行仿真评估,仿真结果表明,基于比例公平的单波束传输方案能够在对整个系统性能影响较小的情况下,大大提升小区边缘用户的频谱效率;基于波束分组的多波束传输方案能够有效地提高整个系统的平均频谱效率。