本文研究了双极化MIMO的传输方案。对极化MIMO的信道特性，如相关性、特征值等进行了研究。在低速环境下，以不相关莱斯信道为背景，2×2双极化MIMO为例，得出了互信息指数的统计量的严格数学表达式。并利用伽玛或对数正态数学拟合的方法，得出了双极化MIMO在有限信噪比下的中断概率和分集复用折衷的理论拟合曲线。仿真结果表明，在莱斯因子为10，复用增益大于0.75的环境下，理论曲线和仿真曲线一致。相对于已有的文献，本文第一次对极化的分集和复用的关系进行研究。在高速环境中，本文发现了双极化MIMO与单极化MIMO对相同多普勒影响表现不同的特点。在LTE下行PDSCH信道背景下，结合本文设计的两阶段插值方法，通过仿真对该特点进行验证。该特点对高速下的极化信道研究有一定的指导意义。利用反馈迭代的信道估计方法，对单极化和双极化MIMO在不同速度的环境的性能进行了仿真。仿真结果说明，有强直射径存在莱斯衰落环境中，双极化MIMO是比单极化MIMO更优的选择。