MIMO (Multi-Input Multi-Output)技术作为LTE/TD-LTE系统的关键技术,能显著提升系统容量,实现广域覆盖。但在现有的被动式基站天线结构基础上,MIMO技术很难在垂直维上实现对信号空间分布的控制,也很难利用信道的垂直维自由度,MIMO技术的发展受到限制。为了解决MIMO技术面临的困境,基于AAS (Active Antenna Systems)技术的三维多天线应运而生,AAS技术是将低噪放、功放、滤波器及无源冷却装置集成在天线阵列的每个辐射单元中,实现天线与射频有源模块的集成,天线中的每个阵子能够通过数字接口独立控制,使网络部署更加灵活,并能改善系统容量和覆盖。采用二维AAS阵列后,信道由原来的二维扩展为三维,相比于传统的二维线性阵列天线,三维多天线能够充分利用3D信道中垂直维的自由度,进一步改善无线通信系统整体效率与性能,有效提升最终用户体验。本文主要对适用于三维多天线的波束赋形算法和功率分配算法进行研究,并对算法进行仿真验证,评估算法的性能增益。论文的第一个创新点是三维波束赋形优化算法,在介绍分析了现有三维波束赋形算法存在的不足后,提出了两种三维波束赋形优化算法——固定分组的三维波束赋形算法和不固定分组的三维波束赋形算法,降低获取三维波束赋形权值矩阵时的复杂度,同时保证系统的性能满足要求。然后对算法进行了仿真验证,通过对比四种三维波束赋形算法的性能及复杂度,分析了本文所提两种优化算法的优势。第二个创新点设计了适用于三维多天线的功率分配算法,以二维注水功率分配算法为基础,综合考虑垂直维信道信息以及三维多天线阵列在空间分布的特性,提出了三维功率分配算法,并对算法进行仿真,给出了仿真结果,所提三维功率分配算法能够提高系统整体容量。本论文提出的三维波束赋形优化算法,能够保证系统性能的情况下,降低运算复杂度。本文提出的三维功率分配算法可以充分利用垂直维度上的信道信息,使系统性能得到提升。最后总结全文,并对未来的研究计划进行展望。