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多输入多输出系统（MIMO）通过在发射端和接收端均采用多天线阵列，在不增加系统带宽和发送总功率的情况下可以大大提升系统的频谱利用率和信道容量，因而得到了广泛的应用。MIMO天线所采用的多种分集方式各有优劣，将不同天线分集方式相结合的混合系统也受到了一定的重视。对于采用混合分集天线的MIMO系统来说，子信道统计特征因为受到多方面的影响而变得难以掌握，导致现有面向混合分集天线的MIMO分析模型不同程度地存在着一些问题。因此本文的主要研究目标是正确掌握混合分集情况下的子信道统计特征，从而在混合分集情况下建立更为准确的MIMO信道模型。在研究混合分集模型的过程中，我们得到了混合分集天线可以进一步降低正交极化子信道间相关性的结论，并认为这些结论应用在六极化MIMO系统上是有价值的。然而本文在研究六极化MIMO系统的时候发现，现有的模型在子信道功率和相关性方面都存在一些问题，使用此类模型在大多数情况下无法获得准确的结论，因此还需要进行六极化MIMO系统的建模工作。在建模工作完成之后，我们也利用所建立的模型对六极化MIMO系统的性能进行了一些研究。本文在这些方面的主要研究成果和创新如下：1.在不考虑正交极化子信道间相关性，并且忽略天线极化方向对单纯距离分集相关性影响的情况下，基于适合该情况的简化物理模型对信号传播过程进行分析，指出过去模型存在的问题以及正确建模的理论关键所在。然后通过对功率矩阵和相关矩阵的复合应用，建立能够在该情况下确切反映各种分集影响的简化分析信道模型。2.基于对复杂物理模型进行的分析，指出天线极化方向对单纯距离分集的相关性也有着明显的影响，而现有的分析模型并没有考虑到这一点。为了弥补混合分集建模理论在这一方面的缺陷，在本文前一部分研究内容的基础上进行扩展，建立能够反映天线极化方向对距离分集相关性影响的简化分析信道模型。3.在考虑正交极化子信道间相关性的较复杂情况下，基于复杂的物理模型对子信道间的相关系数进行详细分析，指出从单纯分集MIMO系统的统计特性估算混合分集MIMO系统统计特性的传统模型存在着无法克服的局限性，提出放弃传统方法而直接使用混合分集统计数据进行建模，采用该方法在理论上可以得到最准确的混合分集分析模型。4.去除过去采用的Kronecker积模型中错误的功率信息，再以额外建立功率矩阵的方法进行补充，得到能够正确反映子信道功率的多极化MIMO信道Kronecker积模型。5.分析Kronecker积模型在用于多维极化情况时的局限性，指出使用该方法估算六极化子信道之间的相关系数会存在误差，并提出采用非Kronecker方法对六极化MIMO系统进行建模，从而获得准确的结果。6.在六极化MIMO系统的建模工作中，发现该系统并不一定达到了最大的分集效果，而是还有再度提升的空间。本文再将该结论与研究混合分集模型时得到的结论相结合，提升六极化MIMO系统的天线间距，并对该系统进行仿真研究，指出六极化MIMO系统并没有达到性能极限，通过应用混合分集天线还可以进一步提升系统性能。