2012年我国自主提出第四代移动通信系统的标准TD-LTE-Advanced,已被国际电信联盟接纳,这标志着我国4G的发展进入了有标准可遵循的时期。在4G通信中,系统的带宽为100MHz,而信息传输的峰值速率为上行1Gbps,下行500Mbps,这对系统的传输速率提出了更大的挑战。日益增加的传输速率要求使得无线传输信道变得更加不稳定,这是由于无线移动传输信道是一个复杂的多径衰落信道,多径信号在经历了长度不同的传播路径后会导致信号到达时刻不同。由于到达接收机的相位不同,则多径信号到接收机叠加之后的信号强度可能增强或减弱,这就导致了信号在短距离内快速衰落。因此研究无线信道本身特点,即,对信道进行精确地建模就十分重要。目前常用的信道建模的方法有两个,统计模型和确定性模型,它们由于各自的优点而受到许多研究学者的关注,而力求通过结合两者优点得到更适于实际建模的研究也得到学者的青睐。鉴于物理统计模型的优点,本文利用这种方法对陆地移动无线信道进行建模,并将这种方法应用到MIMO系统里,具体工作有以下几方面：首先,本文以射线跟踪方法为基础,分别与Nakagammi模型和RM模型结合建立了两种新的物理统计模型。这种物理统计模型考虑了传播环境的物理参数对信号传播的影响,如建筑物高度、街道宽度、发射角度等的影响。我们利用射线跟踪法来跟踪统计模型中随物理参数变化的统计参数,并推导了它们的一阶衰落分布,还将物理统计模型应用到了MIMO通信系统中——一个双天线收发系统。接着,对物理统计模型进行了仿真,分析了系统的统计特性。仿真的过程包括跟踪统计模型的参数和给出统计特性曲线两个过程。前者即是射线跟踪建模的过程,仿真平台为MATLAB,我们先通过流程图的形式给出了射线跟踪的数据流程,又解释了小尺度衰落的空间采样原理,最后利用射线跟踪法对包含了直射、反射、绕射形式的射线进行跟踪,得到许多组接收信号值,进而给出了小尺度衰落曲线,得到统计参数；后者是由给出的统计参数,得到物理统计模型的一阶衰落分布。通过对物理统计模型的仿真,可以看出,这种混合模型可以精确地对无线信道进行建模,并得到了有具体表达式的统计特性。