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基于多天线技术的多输入多输出(MIMO)技术可以获得较好的性能增益以及较高的频带利用率,因此引起了业界的广泛关注。随着城市建设和用户数的增加,用户密度已不再相等。对于城市密集区,用户数量和用户业务明显增多,每个小区内要求被服务的用户数也越来越多,传统的二维(2D)天线配置已不能满足用户的需求,为此引入了三维(3D)阵列天线的设计,因此也就引入了3D MIMO系统及其相关技术。3D MIMO信道模型是评估3D MIMO相关技术的基础,3D波束赋型技术是3D MIMO通信系统传输关键技术之一,因此3D MIMO信道建模和3D波束赋型技术的实现是本文的主要研究内容。本论文的选题来源于2013年工业与信息化部电信研究院重大专项课题—《后IMT-Advanced移动通信技术及发展策略研究》和3GPP标准化工作项目。本课题通过参考3GPP R8、R9、R10、R11标准以及其他相关文献,根据当前的技术发展,对3D MIMO的信道建模和3D波束赋型技术进行了研究和仿真评估,为LTE-A R12版本标准的制定提供有效的依据。关于3D MIMO的信道建模的研究,本文根据2D MIMO信道模型,以及3D MIMO技术的应用场景,提出3D MIMO信道建模的基本假设,3D MIMO的建模流程,推导3D MIMO的简化信道模型,并且对假设进行了仿真说明。关于3D波束赋型技术的研究,主要研究了3D波束赋型技术的优势,以及3D波束赋型技术在LTE-A系统中的具体实现方案。首先简单分析了传统波束赋型技术在应用中存在的问题以及在LTE系统中的实现方案—基于有限反馈的波束赋形方案。然后通过原理分析,提出了3D波束赋型技术在LTE-A系统中的实现方案一基于有限反馈的双码本3D波束赋型方案,并且对方案进行了理论性能分析,实际仿真验证,与其他一些假设方案进行了对比。最后得出了结论,针对3D MIMO系统的双码本波束赋型方案,能够提高系统的性能,并且相对于其他假设方案具有优势。