目前,日益增加的通信流量需求推动着第六代移动通信（6th Generation Mobile Communications,6G）系统朝着高容量、高频段、高带宽的方向发展,电磁波极化特性带来的通信容量的增益近年来也备受关注。因此,毫米波频段的宽带多极化信道特性的研究对6G无线通信系统的研发和部署至关重要。同时,宽带毫米波多极化信道特性的建模和测量离不开相应的信道多参数估计方法。特别是针对信道极化参数的研究仍有较大的探索空间。鉴于此,本文采用六极化电磁矢量天线（Electromagnetic Vector Antenna,EMVA）,对毫米波宽带多极化信道参数的估计方法开展了深入研究,并将参数估计方法应用于定位与通信一体化。主要研究成果如下:首先,针对3GPP（3rd Generation Partnership Project,3GPP）CDL（Cluster Delay Line,CDL）信道模型中交叉极化比（Cross Polarization Ratio,XPR）参数估计难的问题,提出采用共心式和非共心式EMVA（Noncollocated-EMVA,NC-EMVA）的信道参数估计方法,研究了达角度（Angle of Arrival,Ao A）、时延和XPR参数的估计问题。为了突破基于NCEMVA算法簇内子径数目不超过1的限制,采用NC-EMVA阵列,继续研究簇内子径数目大于1时,Ao A、时延、XPR参数的估计方法。提出的参数估计算法借助于三线性平行因子分解得到每个簇的响应,再利用簇响应估计信道参数,簇内子径数目大于1的场景下,采用了极化平滑技术。上述两种方法均仅需要一个快拍的接收数据。仿真结果表明,NCEMVA阵列相比于单极化天线阵列在角度估计上具有更高估计精度。然后,继续针对现有参数估计算法估计的簇内子径数目受阵元数目限制的问题和全维参数估计难的问题,提出了采用宽带NC-EMVA阵列响应的信道多参数估计方法。在CDL信道模型基础上,所提方法解决了包括离开角（Angle of Departure,Ao D）、Ao A、时延、XPR、各个极化组合的初始相位和幅度在内的多参数估计问题。方法将传统子空间算法的导向矢量由空域扩展到空-频-极化域,增加导向矢量维度,等效虚拟出空域中新的阵元位置,增加了阵列的自由度,可分辨的簇内子径数目突破了阵元数目的限制。此外,算法能够在阵元间距大于半波长时对信道参数进行估计,这一特性为信道测量系统的设计带来较大的便利。仿真结果表明相比于单极化和双极化阵列,NC-EMVA阵列到达100%成功概率（Probability of Success,Po S）所需的信噪比更低,同时增加阵列孔径和信号带宽有助于提升参数估计的Po S和均方根误差。最后,考虑到时延与到达角等信道参数在基于几何学的室内定位中的关键作用,针对MIMO（Multiple Input Multiple Output,MIMO）通信系统中通信定位一体化的难题,提出了一种基于非均匀阵列的通信定位一体化方案。研究基于非均匀阵列的角度与时延参数的估计方法,并提出了相应的非均匀阵列的设计方案。最终将所提方案应用于基于WLAN（Wireless Local Area Network,WLAN）的室内定位中,利用非均匀阵列具有角度估计的功能,同时满足MIMO通信的容量要求,从而实现MIMO通信与定位的一体化。同时针对现实环境中,单接入点（Access Point,AP）定位场景下,飞行时间（Time of Flight,To F）估计难的问题,提出了一次反射径辅助的To F估计方案。并通过仿真与实验验证所提方案。实验采用软件无线电设备模拟AP与用户设备,提取信道状态信息进行参数估计。仿真验证单AP和双AP方案在Lo S场景下定位的中位数误差分别为0.1米和0.05米,实验验证两方案在Lo S场景下定位的误差中位数分别为0.66米和0.16米。