多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)技术是长期演进(Long Term Evolution, LTE)系统以及LTE-Advanced系统的关键技术之一,可以提升系统的数据传输速率和频谱资源利用率。传统的二维多天线(Two Dimensional MIMO,2D MIMO)技术只利用了水平维度,而通过使用有源天线系统(Active Antenna System, AAS)可以实现三维多天线(Three Dimensional MIMO,3D MIMO)技术。三维多天线技术可以在水平维度的基础上,对竖直维度也加以利用,从而增加了MIMO技术的空间自由度,可以实现三维波束赋形、垂直小区分裂等技术。研究三维多天线系统下的干扰协调和负载均衡技术,对于进一步提高用户接收信干噪比(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR)、提升系统频谱效率有着十分重要的意义。本论文主要工作和结论包括以下几个方面：首先,通过调研最新有关三维信道建模的提案和论文,以现有的二维信道模型为基础,确定一种三维信道建模方案,并将其加入到了OPNET LTE-Advanced系统级仿真平台中。然后对异构场景下协同多点(Coordinated Multi-point, CoMP)传输技术的性能进行了评估,得出结论：相比于二维多天线场景,三维多天线场景下的CoMP技术可以给小区平均吞吐量和边缘用户吞吐量带来更大的增益。其次,对三维多天线系统下干扰协调技术进行了研究,提出了一种结合多下倾角配置和部分频率复用的干扰协调算法,仿真结果表明该算法能够有效提升用户SINR和小区平均频谱效率；此外还针对垂直小区分裂场景提出了一种内外扇区联合进行干扰协调的方案,有效地将扇区内干扰信号转换为有用信号,提升内外扇区交界用户的SINR,改善系统性能。最后,提出了一种通过天线下倾角自适应调整来完成负载均衡的算法。通过调节基站的天线下倾角可以控制其覆盖范围,多个基站联合进行调节就可以实现重负载扇区负载的转移。通过系统级仿真,验证该算法可以有效地进行负载均衡,提升系统平均频谱效率。以上研究对于三维信道建模以及三维多天线系统的理论研究和性能分析具有重要的指导意义和参考价值。