随着社会的不断进步,通信业务提出了越来越多的挑战,人们要求通信系统在大幅度提升通信性能的同时,能够节省功率消耗。当前热门的通信核心技术之一,即是大规模多输入多输出系统。相较于传统通讯系统,大规模多输入多输出系统在基站配置大规模天线阵列,可以实现在同一时间频率资源下与多个用户进行通信。近些年,一个新的通信平台正在逐步进入人们的视野,这就是平流层通信平台。平流层通信平台（High Altitude Platform Stations,HAPs）指的是一种可以在平流层中停留的小型飞机或者飞艇。其多径衰落小,通信覆盖面积大的优势,会给通信系统带来巨大增益。相较于传统的MIMO通信系统,平流层大规模多输入多输出通信系统用户不仅会受到小区内的信号干扰（IUI）,还会受到信道间干扰（ICI）。因此传统的预编码矩阵不再适用于大规模多输入多输出系统。针对出现的两种干扰问题,本文提出基于平流层平台的双层预编码设计方案来取代传统的预编码矩阵。本文工作内容如下:首先,文章对平流层平台下,大规模多输入多输出通信信道模型进行研究和介绍。围绕建立的平流层通信模型,分析大规模天线阵列带来的性能增益和构建平流层平台的必要性,分析平流层大规模多输入多输出带来的干扰原因并介绍相应的预编码技术。接着,文章研究平流层大规模多输入多输出系统中双层预编码的设计。基于联合空分复用（JSDM）的传输特性,本文给出了适合高空平台的用户分组模式并与JSDM双层预编码结合,并进行了仿真应用。最后,根据前文总结,设计了以优化信漏噪比（SLNR）为目标的双层预编码矩阵。方案内容包括了基于信漏噪比（SLNR）设计的外层预编码以消除小区间干扰（ICI）和基于迫零技术（Zero Forcing,ZF）设计的内层预编码矩阵以消除小区内干扰（IUI）。并在仿真中,将这样的基于SLNR优化的双层预编码方法与现有的利用传统矩阵分解的方法进行了性能上和复杂度上的对比。