余肖祥，聂　莎，汪刚毅，李旷丰，胡安中

(杭州电子科技大学，浙江 杭州 310018)



3DMIMO系统中的性能分析及资源分配研究* 1

余肖祥，聂莎，汪刚毅，李旷丰，胡安中

(杭州电子科技大学，浙江 杭州 310018)

摘要：三维多输入多输出(3D MIMO)系统在三维空间调整波束以抑制干扰，可以比传统MIMIO系统获得更高的频谱利用率，在其中分配时频资源可以进一步抑制干扰。对3D MIMO系统进行了和速率性能分析，获得和速率下界表达式，并根据下界表达式在三维空间分配时频资源。相比于只在部分维度分配时频资源的方案，所提的方案可以利用三维波束更有效地抑制干扰，获得更高的系统和速率。仿真结果表明性能分析是精确的，并且所提的资源分配方案能够实现更高的和速率。

关键词：三维；多输入多输出；干扰；和速率；下倾角

0引言

下一代蜂窝通信系统需要在有限的频谱资源的条件下提供极高的容量。为了达到容量要求，研究人员提出了多输入多输出(multiple-inputmultiple-outputMIMO)技术[1]、协作技术[2]和三维(three-dimensional,3D)波束成形技术[3]。近期，研究人员结合MIMO技术和3D波束成形技术，形成3DMIMO系统[4]，并且可以和大规模MIMO系统[5]结合。在该系统中，天线阵列的下倾角可以调节，达到增加信干噪比的效果，从而有效提高系统容量。

目前关于3DMIMO系统的研究集中于下倾角优化方案上。文献[6-8]分析了系统容量，并以最大化容量为目标优化阵列下倾角。文献[9]进一步考虑了采用协作技术的3DMIMO系统。文献[10]则针对大规模天线阵列条件优化下倾角。除了下倾角优化，时频资源的分配也影响3DMIMO系统的容量。……