在无线通信系统的设计过程中,无线信道的特性必须给予充分的考虑。信号在无线信道中传播时,遭受到干扰、衰落和由移动台的运动引起的多普勒扩展等效应,都使它与有线信道相比要更为复杂。获得无线信道特性最直接与精确的方法是信道测量。通过选择典型站址进行实地测量,对信道参数进行抽取研究,可以对特定场景进行分析,同时也可以在统计特性分析的基础上获得通用的信道模型,为通信系统的设计与研究提供基础。本论文基于大量的实地测量,对信道模型进行验证与对比,对比了多种传统点对点链路的信道模型的优缺点,并提出了一种中继信道的新型信道模型。主要工作包括以下三方面：第一,针对国际上主流的基于几何分布的与基于相关矩阵的两类信道模型,即代表的WINNER (Wireless World Initiative New Radio)信道模型与Kronecker信道模型,本文通过设计公平合理的比较方法,定量比较了上述两种信道模型的信道容量,信道特征值与误符号率三个指标,证明WINNER信道模型在所有场景下精确度都要优于Kronecker模型,但在室内、城市微小区、城市宏小区、郊区宏小区的非视距传输场景下,Kronecker信道模型的仿真速度大大优于WINNER信道模型,而容量与WINNER相比仅差4%-5%；WINNER信道模型与Kronecker的最大特征值分布相差较为明显,这是由于WINNER模型在参数生成过程中对特征值的范围有一定的限制,因此它的特征值波动范围要略小于Kronecker信道模型；最后,WINNER信道模型与Kronecker信道模型的误符号率基本相同。第二,目前应用于第四代移动通信系统(IMT-Advanced系统)评估的信道模型,由于将延时、离开角度和到达角,莱斯因子、极化因子等建立为随机变量,以及这些随机变量之间引入相关,因而相比于第三代的信道模型,复杂度极高。本文对IMT-Advanced信道模型进行了简化的研究、以及现有信道模型中对一些参数模拟的错误以及模型实现中出现的具体问题提出了改进的方法,包括原有信道模型中大尺度参数简化后互相关矩阵不再正定的解决方法与证明现有模型在非视距传输条件下下对莱斯K因子建模的过分简化。使其能更可靠的运用于理论研究与商业化测试中。第三,由于未来移动通信用户对覆盖与速率的需求不断上升,中继作为一种解决方法,与多天线系统相结合,可以带来通信系统的吞吐率的提高,发射功率的降低,分集增益和盲点消除等多项益处。以往的研究中,中继信道模型一般都利用两跳的瑞利分布信道或莱斯分布信道进行模拟,其精确度有待验证。本文针对IMT-Advanced(International Mobile Telecommunications-Advanced)通信系统,通过选择城市微小区场景分别模拟基站到中继,基站到移动台,中继到移动台三条路径,利用AF (Amplify-and-Forward,)与DF (Decode-and-Forward)信道容量做对比,证明使用这种新型的信道模型与实际中继站址测量结果具有高度的一致性,而瑞利或莱斯分布的中继信道模型却远远高估了信道容量。同时本文还通过选择实地中继测量,抽取出了可直接利用IMT-Advanced进行仿真的信道参数中的大尺度相关性参数。该参数目前已经被3GPP(3rd Generation Partner Project)所接受。以测量为依据,对比信道模型,并对现有模型提出改进与优化,可以得到一种更可靠的信道模型,为未来无线通信系统的设计与商用提供了一定参考。