随着移动互联网的迅速发展,当前的移动通信系统面临着频谱资源短缺、系统能耗过大、传输速率无法满足需求等挑战。因此,如何利用有限的资源最大限度地提高传输速率和频谱利用率成为了未来无线通信必然要解决的问题。3D MIMO通过利用水平和垂直维度的信息,给传统多天线系统提供了性能进一步提升的可能,目前已经成为了3GPP R12的关键技术之一。本文围绕3D MIMO的关键传输技术,主要研究了三维波束赋形及基站天线倾角对系统的影响,包括：第一,本文对3D MIMO的基本原理、应用场景和关键技术作了详细的研究和介绍,主要关注了3D MIMO中的信道模型、天线增益模型、波束赋形和干扰管理。同时,本文还对3D MIMO与大规模MIMO之间的关系作了研究,为后续的研究奠定了基础。第二,本文基于ZF接收算法,针对根据用户位置动态调整下倾角的三维波束赋形技术,对单小区和多小区3D MIMO系统中的上行链路作了具体的研究和分析。仿真结果表明,当用户分布在小区中心时,根据用户位置动态地调整基站下倾角可以有效地提高接收信号的信干噪比,从而提高系统整体性能。然而,当用户分布在小区边缘时,由于边缘用户对相邻小区干扰过大,仅仅根据用户位置调整倾角反而会降低系统性能,这对三维波束赋形的应用提供了一定的参考意义。第三,本文对现有的应用场景进行了扩展,研究了3D MIMO高楼场景及3D MIMO基站天线趋于无穷时系统的特点,重点分析了基站下倾角对系统性能的影响。同时,本文还对高信噪比、三维用户分布及系统用户数进行了研究和讨论。研究表明,基站下倾角对3DMIMO系统,尤其是当用户存在垂直分布的时候,有着重要的影响。同时,基站天线数、传输信噪比及系统用户数在一定范围内的增加也会提升性能。这对3D MIMO后续的实际研究提供了参考和依据。