La integració de tecnologies de banda ampla i MIMO (multiple-input multiple-output) representa una ferramenta poderosa per a millorar l'eficiència espectral dels sistemes de comunicació sense fil. En esta direcció, noves estratègies per al modelatge de canals MIMO i la seua caracterització es fan necessaris si es desitja investigar com la freqüència central i l'ample de banda afecten el funcionament dels sistemes MIMO. Investigacions preliminars han prestat menys atenció en com estos paràmetres afecten les característiques del canal MIMO. En esta Tesi de Doctorat es presenta una caracterització del canal MIMO en funció de la freqüència, abordant-se punts de vista experimentals i teòrics. Els problemes indicats en esta Tesi tracten cinc àrees principals: mesures, post-processat de dades, generació sintètica del canal, estadística multivariable per a dades MIMO i modelatge del canal MIMO.
S'ha dissenyat i validat un sistema de mesura basat en un analitzador vectorial de xarxes (VNA), i s'han executat mesures entre 2 i 12 GHz en condicions estàtiques, tant en línia de vista (LOS) com no línia de vista (NLOS). A més, s'ha proposat i validat un procediment confiable per a post-processat, generació sintètica de canal, i anàlisi experimental del canal MIMO basat en mesures en el domini de la freqüència. El procediment experimental s'ha focalitzat en l’ús de matrius de transferència del canal (normalitzades) per a casos no selectius en freqüència, estimant-se a més les matrius complexes de covariació (CCM), aplicant-se la factorització de Cholesky sobre les CCM i obtenint-se finalment les matrius de caracterització del sistema MIMO. A més, es presenta un procediment de correcció (CP) per a la generació sintètica del canal aplicat a casos MIMO de grans dimensions quan la CCM és indefinida. Aquest CP permet la factorització de Cholesky de dites CCM. D'altra banda, les característiques multivariables de les dades experimentals MIMO han sigut investigades, realitzant-se a més un test de normalitat complexa multivariable (MCND). Esta anàlisi MCND hi ha rebel•lat una dependència en la normalitat d'acord amb les dimensions de l'agrupació d'antenes i l'ample de banda.
D'altra banda, diferents mètriques del canal han sigut seleccionades per a futures anàlisis del funcionament de tècniques de beamforming, space estafe block coding (STBC) i spatial multiplexing (SM) en LOS i NLOS per a entorns indoor. Basat en els resultats estadístics, totes les mètriques estudiades van mostrar dependència en freqüència entre 2 i 12 GHz baix una elevada relació senyal a soroll (SNR), la mateixa separació elèctrica entre elements de l'agrupació d'antenes i aïllament de les pèrdues per trajectòria. Canvis importants a diferents freqüències centrals van ser observats en les distribucions magnitud i fase dels coeficients complexos de correlació espacial (CSCC), en la distribució dels valors propis del sistema MIMO, en la capacitat MIMO, i en la riquesa multi-camí. 
Finalment, un nou model de canal, útil per a simulacions de sistemes MIMO de banda ampla, ha sigut formulat imposant condicions d'estacionarietat en sentit ampli i scattering incorrelats (WSSUS). El model, denominat FD-DGUS (frequency dependent -deterministic-Gaussianuncorrelated-scattering), considera l'efecte de la freqüència central i l'ample de banda sobre la variació espai-temps-freqüència del canal. A més, efectes FD en l'entorn són considerats utilitzant ones planes homogènies (HPW) i in-homogènies (IPW), sent el primer model en la literatura utilitzant IPWs i aplicant modelatge perfecte del canal MIMO. Les característiques del model són analitzades, i s'han formulat de forma tancada la seua funció de correlació 2D-STFCF (2D-space-time-frequency correlation function), la seua funció de densitat espectral de potència (PSD), i paràmetres del canal. A més, es proposa l'estratègia de modelatge perfecte del canal MIMO per a l'estimació de paràmetres usant mesures, presentant-se finalment el model de simulació amb paràmetres fixos.