毫米波大规模MIMO（多输入多输出）是未来5G（第5代）移动通信最有前途的技术之一。另一方面,毫米波频谱中射频链路的功耗非常高。因此,功耗成为毫米波大规模MIMO技术的主要障碍之一。由于高功耗,全数字预编码无法在移动通信系统中的大规模MIMO系统中实现。因此,现在普遍使用混合预编码来最小化功率使用。本混合预编码结构分为两部分:全连接和部分连接。全连接系统中的每个射频链都连接到所有天线。因此,每个RF链都可以使用整个阵列增益。与FCS相比,部分连接的结构更适用于天线部署,因为它们的硬件复杂性较低,每个RF链都连接到一个模拟子阵列。因此,本文针对毫米波大规模MIMO系统硬件能耗高的问题,对毫米波大规模MIMO系统的高能效、低复杂度算法进行了深入研究。论文的具体研究内容如下:1.提出了一种低复杂度的非迭代混合预编码方案来平衡毫米波MIMO系统的能耗和性能,可以有效地减少信道干扰并提高系统的频谱效率。模拟预编码矩阵可以在信道上使用奇异值分解（SVD）获得,而数字预编码矩阵可以使用最小二乘法（LS,Least Square）获得。随后证明了该方法的理论有效性,表明它可以有效地降低算法的复杂度。2.对于混合预编码,引入了一种混合连接结构,其中发射器和接收器处的天线阵列分为多个子阵列,每个子阵列连接到多个射频（RF）链,每个RF链连接到所有天线对应子数组。通过逐次干扰消除,将总可达速率优化问题分解为该结构中的一系列子速率优化问题。然后,对于每个子阵列,提供接近最优的混合数字和模拟预编码器。3.为了进一步降低混合连接结构的复杂度,提出了一种用混合奇异值分解算法代替全局SVD分解的预编码方法,从而产生用于混合预编码的高能效和低复杂度连接结构。仿真结果表明,在降低复杂度的同时,使用部分SVD分解算法仍然可以提供令人满意的速率性能和节能效果。