近年来,MIMO技术已经获得了国内外研究者的广泛关注。随着通信系统的不断发展,传统的2D MIMO信道模型已经不能满足系统性能的分析需求。为了更好地分析评估通信系统的性能,本文在3D MIMO信道模型的基础上进行分析研究。信道估计技术作为3D MIMO系统的一个重要组成部分,在整个系统的运作中扮演了十分重要的角色。后续接收机均衡检测处理,进行用户分组等都需要信道估计提供的CSI(Channel State Information)。MIMO系统的性能与获得的信道质量信息的准确性密切相关。3D MIMO系统中基站端天线数量较多,而在TDD(Time Division Duplexing)模式下,信道由于具有上下行互易性,导频开销并不会随着基站天线数的增加而增大,这使得TDD模式目前得到了广泛应用。因此,本文重点研究TDD模式下3D MIMO系统基于SRS序列的上行信道估计技术。本文首先介绍了基于3GPP TR 36.873协议的3D MIMO系统模型。之后本文介绍了现有的一些信道估计算法,并对这些算法进行仿真验证。然后基于MATLAB搭建了第二章介绍的信道的生成平台。之后基于这个信道平台,开展了不同场景、不同莱斯因子K和不同天线间距下的多径分布统计特性研究,并得出了关于这些特性对信道估计的影响的几点结论。本文最后提出了一种基于LOS/NLOS判决的信道估计算法。本文首先提出了一种LOS/NLOS用户判决算法。然后再根据判断结果,分别对NLOS用户和LOS用户进行信道估计。对于NLOS用户,本文提出了一种基于DFT变换域的自适应窗内去噪信道估计算法。对于LOS用户,本文通过结合3D MIMO用户到基站天线阵各个天线之间信道的时延分布特性,提出了一种基于联合判决的信道估计算法。仿真结果表明,在判断出用户所处的传播环境后,对于LOS用户和NLOS用户都能较为准确地估计出其对应的信道冲激响应,且同时均优于传统基于DFT变换域的估计方法。而同时算法整个流程相较于之前的基于DFT变换域的估计算法只增加了线性复杂度。