5G中波束技术的高增益和高定向性在不增加带宽及发射功率的前提下提升了系统的传输速率与覆盖面积,被认为是提升5G系统性能的关键技术。本文以5G波束技术为研究点,研究了5GNR多小区多用户以及多波束卫星场景下波束选择问题。论文主要工作点如下:第一,本文首先对5G波束技术进行了充分的调研分析,包括协议中波束模拟预编码设计、波束管理流程、信令等标准化内容,以及文献中单小区、多小区、卫星系统中多波束方案等研究内容。第二,在多小区多用户场景下提出了一种协作的波束选择方案。方案中优化了非独立组网下行波束管理流程以应用于协作系统;通过收发端模拟预编码的设计消除了小区内和小区间的干扰,减少了系统预编码复杂度;将多小区波束选择问题解耦到独立单小区波束选择问题,并用拍卖算法进行求解,降低了波束选择问题求解的复杂度。第三,针对低轨卫星多波束选择问题,本文研究了将5G波束技术应用于低轨卫星的可行性,并针对于卫星系统相较于蜂窝系统的高时延、高多普勒频移、用户位置信息已知的特点,对已有波束管理流程与波束选择方案进行了优化,进而提出了一种基于用户位置的自适应波束形成与选择方案。该方案通过引入波束空间复用,结合频率复用,从时分、空分、频分的角度将系统资源进行划分,减少了系统内用户的干扰,提升了卫星系统内有限资源的利用率与系统容量。