随着智能终端的普及,面向移动通信终端的宽带多媒体业务不断增加,导致用户及数据流量呈指数形式增长,对系统容量和数据速率提出了更高的需求。MIMO技术通过在收发端使用多天线,在不牺牲功率和带宽的情况下提高了传输的可靠性和通信容量。常规MIMO技术多只局限于水平维度为用户提供服务,未充分利用3D信道中的垂直维度信息。AAS技术的出现,推动MIMO技术向更高维度发展,3D MIMO技术应运而生,且凭借着进一步提升系统容量和频谱利用率的优势成为5G通信的关键技术。本文在深入研究MIMO通信技术的基础上,通过分析常见的多天线模型和2D波束赋形算法,针对面阵天线建立信号模型。面向传统MMSE算法的2D局限性,充分利用垂直和水平维度信息将2D MMSE扩展为3D MMSE。针对噪声导致波束赋形性能不稳定、出现波形畸变甚至算法失效的问题,利用特征分解法对信号相关矩阵进行分解,去除噪声小特征值对应的扰动因子,对3D MMSE进行改进,提出了3D BE-MMSE波束赋形算法,仿真结果显示3D BE-MMSE算法适用于3D MIMO场景波束赋形且具有较高、较稳定的阵列输出SINR和较低的阵列输出MSE。最后针对5G网络切片下的三种应用场景进行了多用户波束赋形方案概述,并且抽象出了垂直和水平两种应用场景,仿真结果表明3D BE-MMSE算法亦具有多用户波束赋形能力。本文研究算法及方案提供了3D MIMO技术中充分利用水平和垂直维度信息联合控制波束方向及发射功率等关键技术,以达到增强特定用户信号接受强度,降低用户间干扰及提高系统容量的目的。为未来5G通信提供了理论参考和依据,具有理论和实践意义。