MIMO(Multi-Input Multi-Output)技术以及增强型MIMO技术都可以有效地提升LTE/LTE-Advanced系统的容量性能与覆盖性能。在LTE-Advanced的标准化进程中,3D MIMO(Three Dimensional MIMO)被认为是一种提升LTE-Advanced系统容量及覆盖的先进技术,是增强型MIMO技术目前的研究热点。但是实际系统中在发送端和接收端如何进行天线配置是一大难题。不仅如此,如何进行适当的资源分配、提出新的预编码算法也是3D MIMO所面临的挑战。本论文的主要工作是对LTE-Advanced系统下的3D MIMO技术的研究,针对在LTE-Advanced系统中同频组网所带来的小区间干扰问题,提出采用3D MIMO技术,引入天线的垂直维度,改善系统性能。首先介绍了LTE-Advanced的系统构架及关键技术,提出了基于WINNER信道特征,从2D信道扩展而来的3D信道建模。通过小区分裂与波束赋形两种方式提高系统的容量与覆盖,通过仿真得到性能增益的量化结果。本论文的创新点为：一,在垂直方向上利用3D天线阵子,实现3D小区分裂。提出一种基于协作的资源分配方案,在每个调度周期,将一定比例的内、外扇区资源分配给特定的扇区边缘用户,有效的改善了扇区边缘用户的载干比(C/I)。二,在3D MIMO传输方案中,对预编码算法提出改进,改进的预编码算法能够充分利用用户垂直维度上的信道信息,将发送波束在3D方向上对准服务用户,一方面提升了系统整体容量,另一方面扩大了系统的覆盖范围。本论文采用的系统级仿真平台为TD-LTE-Advanced,在不同的场景与天线参数配置下,验证了论文中3D MIMO技术的性能结果,结果表明采用3D MIMO技术可以有效提高小区平均性能和小区边缘性能。