随着移动通信技术的更新换代与互联网+的蓬勃发展,高铁乘客携带的手机、平板电脑等智能设备产生的数据流量快速增长,这对高铁移动通信系统的容量提出了更高的要求。因此,如何设计有效的系统吞吐量优化方案来满足更高的吞吐量需求并保障高可靠性,已经成为该领域的研究热点之一。毫米波通信具有频带资源丰富的优势,是第五代移动通信的研究重点。大规模多输入多输出（Massive Multiple Inputs Multiple Outputs,Massive MIMO）作为一种关键的多天线技术,可以有效缓解毫米波在传输过程中的损耗。波束赋形是一种重要的MIMO技术,可以扩大信号的覆盖范围、增强信号的能量和抑制干扰。因此,将毫米波通信与Massive MIMO波束赋形相结合,可以充分发挥两种技术的优势进而显著提高系统性能,从而为高铁毫米波通信的发展提供有力的技术支持。本文在高铁场景下应用毫米波Massive MIMO技术,并以Massive MIMO波束赋形中的波束选择问题为研究重点,主要工作包括以下内容:（1）基于可变阵列天线数的自适应天线-波束联合选择方案:为了使高铁移动通信系统的吞吐量得到进一步的提升,基于现有的自适应波束选择方法和阵列天线数与系统容量之间的关系,本文提出一种基于可变阵列天线数的自适应天线-波束联合选择方案。该方案利用列车的位置信息自适应地选择波束集合和阵列天线数,从而提升系统吞吐量。仿真结果表明,与现有的自适应多波束赋形方案相比,基于可变阵列天线数的自适应天线-波束联合选择方案可以显著提高系统容量。当列车位于基站小区中（240m,360m）区域时,系统容量提升了20Gbps左右。（2）低复杂度的改进型自适应天线-波束联合选择方案:针对本文所提基于可变阵列天线数的自适应天线-波束联合选择方案计算复杂度高的缺点,提出一种低复杂度的改进型自适应天线-波束联合选择方案。该改进型方案可以根据列车的位置信息采用不同的波束选择算法,有效减少了搜索波束集合和阵列天线数的迭代次数。仿真结果表明,相比基于可变阵列天线数的自适应天线-波束联合选择方案,低复杂度的改进型自适应天线-波束联合选择方案在保证系统吞吐量性能的同时,具有更低的计算复杂度（在基站小区中间区域,迭代次数减少了约3000次,在边缘区域,迭代次数减少了18424次）。