现今社会,随着科学技术发展的日益迅速,很多领域都应用了互联网技术,且人们对技术服务的质量、速度、效率等方面提出了越来越高的要求。同样,在无线通信领域中,人们对网络容量和效率的需求正在逐年提高。为了满足人们日益增长的需求,对无线资源进行永无休止的探索势在必行。纵观无线通信的发展历史长河,发现空间域是一项很值得探索的资源,可为未来无线通信的发展提供无限的可能。信道模型是无线通信系统中的一项重要组成部分,可以描述信号所处的环境,对算法性能的评价起着至关重要的作用。现阶段的信道模型都是基于2D的,并没有考虑到空间垂直域信息,所以不能准确的描述信号经历的真实环境。本文介绍了3D信道模型的发展现状及现阶段3D信道建模的流程,在WINNER II信道模型的基础上,添加空间俯仰角信息,对信道进行了3D建模。这个信道考虑了移动终端和基站的三维性质,比较真实的描述了信号从发射端到接收端所经历的传播环境。传统的波束赋形算法有很多种,然而它们只有方位角信息,是二维的,不符合实际情况。本文对传统算法进行改进,分别在单用户和多用户情况下,考虑了垂直俯仰角信息,得到包含俯仰角信息的垂直波束赋形算法。该算法考虑BS下倾角的两种优化方式:动态优化和静态优化,前者根据信道实现动态的获得BS下倾角,后者根据统计信息获得最佳下倾角,且一直保持不变。通过优化BS下倾角,使波束在垂直域对准用户,可以降低干扰,收获较大的平均速率。同时,综合考虑天线在水平域和垂直域的增益,给出了优化BS下倾角和BS方位角的波束赋形算法,使波束在两个维度上同时对准用户,避免了同一高度不同方位角或同一方位角不同高度的用户的干扰。进一步,本文对基于3D信道模型的两种算法进行了仿真。结果表明,单用户情况下,动态优化下倾角方式与静态优化下倾角方式相比,可收获大约2bps/Hz的平均速率增益;动态优化BS下倾角和方位角的波束赋形算法比静态优化BS下倾角和方位角的算法可收获约2.8bps/Hz的速率增益,且优化两个维度的波束赋形算法比只优化一个维度的算法能收获更高的平均速率。多用户时,动态优化下倾角方式比传统SBT方案中优化下倾角方式能收获约1dB的加权和速率增益;且优化两个维度的波束赋形算法比优化一个维度的算法能收获更高的加权和速率。本文最后对完成的工作进行总结,并结合现阶段无线通信的发展趋势,明确本文下一步的研究工作。