3D MIMO(Three-dimensional Multi-input and Multi-output)技术凭借其自身具备的较高的系统吞吐量和频谱效率以及较低的小区干扰等特点会成为下一代(5G)通信系统中的重要组成部分之一。与传统的2D MIMO技术相比,3D MIMO技术通过利用垂直维度的资源来为通信系统提供更快的数据传输速率,成倍地提升了系统的性能。在3D MIMO系统中,基站部署的天线会呈现垂直于水平面的面阵排布方式且阵元数量会大量增加,导致阵元间的相关性作用会逐渐突显出来,它会对于通信系统性能起到决定性的作用。此外,作为3D MIMO系统中的一个重要组成部分,信道估计技术为接收端的分集合并、相干检测等处理工作至关重要。因此,本文以3D MIMO技术为背景主要研究了以下两个方面的内容:首先,由于在3D MIMO系统中阵元间的相关性影响会逐渐加深,因此本文结合三维信道模型以及在三维信道模型下信道响应的表达式研究了天线阵列中阵元间的相关性推导得出在垂直于水平面的面阵天线阵列中两天线之间相关系数的表达式,该相关系数可以划分为水平方向和垂直方向两类,通过仿真对影响天线间相关性的因素进行了深入的探究并利用仿真得出的结论结合在信道估计方面存在的导频开销过大的问题提出了针对不同排布场景下的导频放置策略,通过仿真验证了提出的导频分配策略的有效性。其次,由于3D MIMO系统中存在着由于阵元数量的增加而导致基于导频的信道估计方法存在导频开销过大的问题,因此本文以此为切入点对3D MIMO系统的信道估计问题进行了深入的研究。首先对现有的针对3D MIMO系统的信道估计方法进行了分析并指出了现有方法中所存在的不足之处。然后针对这些不足之处并结合本文对天线相关性、导频放置策略以及面阵天线可分解等相关理论的研究,提出了基于天线相关性的信道估计方法并从导频样式、信道估计算法以及插值算法这几个重要的环节对本文提出的算法进行了详细的说明。最后通过仿真验证了本文提出的算法的性能并与现有的针对3D MIMO系统信道估计方法进行了性能上的对比。上述为本文的主要研究点和创新点,紧密围绕3D MIMO系统中的天线相关性和信道估计技术。3D MIMO技术凭借其自身存在的诸多优势正在逐步地引起学术界和业界内越来越多的关注,相信本文的研究成果能够为3D MIMO技术的研究和应用提供一定的理论参考。