通信的快速发展越来越受到有限的频谱资源制约。多天线技术MIMO因为它不需要额外的带宽和功率的前提下便可以实现无线通信系统的大容量传输而倍受青睐,是LTE以及后续通信演进中物理层的关键性技术。自由度是多天线技术的根本,目前在对MIMO垂直自由度的开发已经有很多研究成果。有源天线阵列系统AAS的出现更加推动了这项研究的开展和应用,主要因为有源天线阵列可以动态的调整天线单元的振幅和相位来对天线辐射的水平维度和垂直维度进行强有力的控制。得益于良好的研究环境和技术成果,3D-MIMO在小区中的应用已经相当广泛,所以如何衡量3D天线在LTE-A应用场景中的性能提升变得很有必要,这也是本文探讨的课题。本文首先介绍了通信的进展,并探讨了MIMO技术的演进,接着对未来通信中的3D MIMO做详尽叙述,主要涉及信道建模,主流标准化信道模型和天线阵列模型,最后在基于LTE-A搭建的系统级仿真平台上进行仿真,通过给2D MIMO和3D MIMO天线设定不同的端口数和天线单元数目进行比对,分别反映在单用户和多用户MIMO在小区用户吞吐量的性能上,仿真结果论证了3D MIMO性能的提升是可观的。