本发明公开了一种频分双工多用户大规模多天线系统及其下行导频信号长度设计方法。该系统包含一个配备大规模天线阵列的基站和K个地理位置分散的单天线用户,基站向所有用户发送下行导频信号,各用户独立完成信道估计,并将信道状态信息(Channel State Information,CSI)估计值信息反馈至基站。基站利用信道估计值,采用最大比发送预编码向各用户发送下行数据。本发明方法以最大化下行和速率为目标,以导频信号长度为优化变量建立数学模型,首先利用确定性等价原理,求得目标函数的一种近似解析表达式,进而利用变量松弛方法和Lambert W函数,得到导频信号长度的一种闭合形式解。