无线移动通信目前已经进入4G时代，其关键技术LTE-Advanced是基于MIMO和OFDM技术的。4G通信系统在数据传输速率，系统带宽和系统延迟方面的性能都要优于3G系统。而在2013年12月04日，工业和信息化部已经向中国移动，中国联通和中国电信三大运营商发放了TD-LTE-A制式的4G牌照，标志着4G技术正式进入商业化运营阶段。为了寻求更优化的通信系统性能，相关研究机构提出了5G的议题，其研究内容包括Massive MIMO和3D MIMO技术。　　本文主要研究3D MIMO信道建模的关键技术，信道建模的方法是基于3GPP组织提出的SCM模型和SCME模型。这些模型都是基于几何的2D随机信道建模模型，在对基站，移动终端和散射体的描述以及离开角和到达角的统计特性的研究上，只考虑了方位角平面，而没有考虑仰角平面。因此对于信道的描述并不完全准确，针对于此，WINNER组织提出了WINNERⅡ和WINNER+模型，作为2D信道建模向3D信道建模的演进。本文的研究重点就是在已有的WINNER模型基础之上，建立信道的三维模型，主要研究内容包括以下几点:　　第一、研究了TD-LTE-A系统的经典信道估计算法，包括针对于导频区域的LS算法和LMMSE算法，以及针对于数据区域的线性插值算法和维纳滤波算法。并且做了相应的OFDM系统信道估计仿真。　　第二、研究了传统的SCM，SCME，WINNERⅡ和WINNER+信道建模模型，分析其信道方法。并且在已有的WINNERⅡ源代码基础之上，做相应的系统仿真，得到时延扩展，角度扩展和多普勒频移等通信系统参数，并且和信道测量的真实数据进行对比，验证其有效性。研究了信道建模参数提取的SAGE算法，仿真验证其收敛性，并且对SAGE算法进行推广，使其能够提取3D信道的相关参数，在此基础之上对信道参数做初步的统计分析。　　第三、建立3D MIMO信道模型，对3D信道下的时延扩展，离开方位角，离开仰角，到达方位角，到达仰角和多普勒频移做出统计分析，包括得到其分布的概率密度函数。在此基础之上，得到3D信道的冲激响应矩阵。并且分析3D信道的空间相关性和系统容量相对于2D信道的性能优势。