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随着移动智能终端的普及、移动互联网快速发展以及各种移动应用的兴起,移动数据业务呈现爆炸式增长,对无线网络提出了更高的要求,一系列新的无线接入技术应运而生。联合传输(Joint Transmission, JT)技术作为长期演进增强技术(Long Term Evolution Advanced, LTE-Advanced)系统的关键技术之一,能够将小区间的干扰信号变为有用信号,实现多小区对用户联合发送数据,有效增加了系统容量,大幅提高了小区边缘用户的频谱效率。随着三维多输入多输出(Three-Dimension Multiple Input Multiple Output,3D MIMO)技术在第三代合作伙伴计划(3-rd Generation Partnership Project,3GPP)中被立项,该技术引起了学术界和工业界的越来越广泛的关注。3D MIMO相对于传统二维(Two-Dimension,2D) MIMO增加了垂直维度的可利用信道信息,利用水平维度和垂直维度波束赋形,进一步降低小区间干扰。结合联合传输和3D MIMO技术特点,将3D MIMO的理论和算法推广到联合传输技术,是未来移动通信系统重点研究的关键技术之一。本文针对3D MIMO系统下的联合传输主要进行了三个方面的研究。第一,基于3D MIMO在3GPP中相关的标准和提案,建模实现3D无线信道,并将主要校准参数输出与标准比对,以验证搭建的3D无线信道的正确性。第二,基于3D MIMO的特点,研究3D MIMO下联合传输中的协作用户选择,协作簇划分和联合频率资源调度。本文提出了一种新颖的协作用户选择方法,并验证了传统2D MIM0联合传输中协作簇划分方法和联合调度算法在3D MIMO联合传输系统中的可行性。在3D无线信道建模正确的基础上,搭建了3D MIMO联合传输系统级仿真平台,并进行仿真验证。仿真结果表明上述3D MIMO联合传输方法较非联合传输在小区平均频谱效率和小区边缘频谱效率上都能获得较高的增益,分别提升了约5%和10%。第三,在3D MIMO联合传输系统中,其垂直维度的波束下倾角可自由调整,从而更精确地对准用户,提升系统容量。基于此技术特点,本文提出了一种基于下倾角优化的3D MIMO联合传输方案设计。针对基站天线高度高于小区内所有用户的情况,采用基于下倾角优化的内外小区划分3D MIMO联合传输方案设计来最大化系统容量；针对基站天线高度并不是高于小区内所有用户的情况,采用基于下倾角优化的上下小区划分3DMIMO联合传输方案设计来最大化系统容量。仿真结果表明本文所提的两种方案都能够获得较好的性能表现：基于下倾角优化的内外小区划分3DMIMO联合传输方案设计较传统3D MIMO联合传输在小区平均频谱效率和小区边缘用户频谱效率上分别提升了约5%和8%；基于下倾角优化的上下小区划分3D MIMO联合传输方案设计较传统3D MIMO联合传输在小区平均频谱效率和小区边缘用户频谱效率上分别提升了约6%和10%。