为了补偿严重的太赫兹（THz）信道损耗,可以应用超大规模多输入多输出（Ultra Massive-Multiple Input Multiple Output,UM-MIMO）天线通过波束成形技术生成高增益的定向传输波束。然而,作为多数波束成形方案的实施基础,导频信号受限于传播损耗和计算开销,无法在太赫兹频段提供经济有效的信道估计。在这种情况下,基于切换的波束训练被设想在太赫兹UM-MIMO通信中提供快速简便的波束成形。特别的,针对要求精细化波束管理的太赫兹通信,在三维空间实施波束训练引起了诸多的研究兴趣。鉴于此,本文基于太赫兹信道特性开展了太赫兹通信的3D波束训练技术研究。本文首先回顾总结了太赫兹波的传播现象,并依此建立了太赫兹UM-MIMO系统信道模型。随后基于Saleh-Valenzuela模型,并结合角度域稀疏、近似正交和视距信道（Line of Sight,Lo S）主导等信道特性,提供了太赫兹UM-MIMO信道的近似奇异值分解视角。然后,本文从太赫兹通信的视角审视了不同波束成形架构的易用性,并介绍了适用于高频通信的波束训练理论。本文提出了一种新颖的四重均匀平面阵列架构（Quadruple-Uniform Planar Array,QUPA）,以扩大信号覆盖范围并增加天线增益。根据提出的QUPA架构,研究了基于3D网格的波束训练技术来共同实现信道估计和波束成形。具体来说,本文首先开发了3D分层码本,它逐级地预定义了一些不同分辨率的码字（包括窄波束和宽波束）。其中窄波束保证了最佳的最差情况性能以提供稳健的通信性能,而用于降低训练复杂性的宽波束则基于底层码本的网格结构开发。然后提出了一种3D波束训练程序以快速找到最佳波束形成解决方案。数值结果绘制了所提出3D码字的波束辐射模式,这直观的验证了所提议分层码本的有效性和优越性。最后,本文讨论了低成本需求下,针对模拟波束成形架构的码本设计方法。首先开发了基于两步交替的优化框架,随后针对恒定模量约束,提出了基于半正定松弛的波束设计算法和基于逐元素迭代的波束设计算法。通过仿真结果验证了所提出的恒模约束下宽波束设计算法的有效性。