为了满足移动终端的多应用需求，增加无线通信系统中的高速数据传输速率变得越来越重要。在不增加传输带宽和发射功率的前提下，为了改善数据吞吐率和传输质量，在1996年，贝尔实验室在收发端使用多天线来建立独立的子信道。然而，当天线间距有限或角度扩展很小时，子信道之间会产生空间相关性，从而影响系统性能。因此，为了减小信道之间的相关性，本论文在极化分集MIMO系统的基础上，分析其相关性和性能。本文首先讨论了文献中已有的各种信道模型，在随机几何信道模型的基础上，考虑天线极化和散射物去极化的作用，提出了一种极化三维几何随机信道模型，并分析信道相关性；随后研究了接收端使用不同接收合并技术时获得的容量，及发射端已知信道状态信息时注水法对系统容量的改善；最后，重点分析了多极化多天线系统中交叉极化鉴别率、扩展角等因素对极化MIMO信道容量的影响。分析表明，单极化系统的空间相关性依赖于方位角角度扩展，双极化系统的收发天线若完全正交，则相关性为0。若MIMO信道为非视距，单极化TITO系统容量不依赖于XPD，且方位角角度扩展越大，容量越大。而双极化情况下容量对XPD很敏感，且几乎不随方位角角度扩展变化。若MIMO信道为莱斯信道，则系统容量随LOS信道功率的增大而减小。