近年来,地下轨道交通凭借其安全便捷的突出优势,逐渐成为缓解城市交通拥堵问题的最佳方案。作为智慧交通的关键,通信系统是保障轨道交通正常运营调度、状态监控和高质量乘客信息服务等业务能力的重要环节。如此多样化的业务需求不断地挑战着无线通信系统的设计研究。无线信道建模是无线通信系统设计的基础,准确认知信道中无线电波的传播特性对研究设计更高性能的通信系统至关重要。在此背景下,本文针对拥有列车车体存在的地下轨道交通隧道场景,展开无线信道特性的深入研究。应用与实测对比验证的射线跟踪仿真方法,仿真研究采用中继覆盖的通信方式,车-地和车内通信信道中无线电波的传播特性。(1)在车-地通信信道中,通过改变收发天线位置、载波频率等条件,对比分析得到:地下轨道交通隧道场景中,载频选在40GHz与1.4GHz相比,接收信号要经历更多衰减,路径损耗会随着收发天线间距的增加波动更为剧烈,高阶反射径的衰减速度更快,不同的多径信号经历的传播路径损耗区别更加明显。(2)在车-地通信信道中,对比列车车体加入前后无线电波传播的大小尺度衰落结果。发现列车车体对信号传播的路径损耗改变不明显,而对均方根(Root Mean Square,RMS)时延扩展的影响比较深刻。尤其是当接收天线设置在列车车厢顶部位置,列车车体的加入会造成2种不同载频(40GHz和1.4GHz)下RMS时延扩展的最大值有近5倍和10倍的增加。但当收发天线间距超过一定距离时,列车车体对于RMS时延扩展的影响又会迅速变小。(3)在车内通信信道中,采用毫米波通信时,时延扩展较大,多径效应明显,收发天线的极化方式对信号传播结果影响严重。收发天线交叉极化时,距离发射天线一定距离会出现断点,在断点位置接收功率、路径损耗以及RMS时延扩展结果的变化趋势会呈现出转折现象。而且,相比于收发天线共极化,无线电波经历更大衰减,相差10dB左右,RMS时延扩展波动更为剧烈,变化范围更大,但平均值却都维持在28ns左右。来自列车车厢两侧的反射径对接收功率的贡献超过车厢底部和顶部,导致收发天线不同极化方式组合之间,离开方向上的方位角扩展(Angular Spreads of the Azimuth Angle of Departure,ASD)差值是 4 种角度扩展中最大的。