围绕“柔性、绿色、极速”的愿景,第五代通信技术(5G)带来了新需求和新场景,将实现超高流量和连接密度、高移动速度和超低时延等多维关键指标。无线信道的特性很大程度上决定了无线系统的性能,即5G新的传输标准的制定、新的系统性能的评估等都和信道的传播特性息息相关。然而,之前的信道模型已无法满足应用需求,需基于新场景带来的新的无线传播特性开展5G信道模型的研究。本论文针对三种5G典型场景,基于准确性和复杂度的建模准则,开展了大尺度、小尺度信道建模的研究工作,并进一步分析了信道模型对通信系统性能评估结果的影响。主要研究内容和贡献如下:针对室内外场景毫米波信道的稀疏与成簇特性,提出了基于簇的毫米波大尺度模型,给出了室内外典型场景中固定截距、浮动截距的两套大尺度建模参数。通过对比全向模型、定向模型和基于簇的模型对中断概率的评估结果,验证了所提模型可有效刻画定向传输中不同强度簇的大尺度衰落特性。针对低空无人机城区3D场景,基于射线跟踪的方法提出了ITU-R城区环境下的空对空信道模型。该大尺度模型考虑了低端高度与倾斜角对建模参数的影响,并且基于建筑物的分布特性推导得到视距概率的闭式表达式。相比于高度无关的自由空间衰落模型,本文提出的大尺度模型可有效体现低端高度以及城市建筑物分布参数的影响。为验证高度对城区3D场景的覆盖性能的影响,利用随机几何的方法推导得到无人机多小区组网中覆盖率的一般表达式,给出了在较低信噪比与无人机密度时、无人机城区覆盖网络才能利用高度带来的信道特性好处的结论。进一步得到定向天线覆盖下的表达式,并给出了定向覆盖与异构网覆盖中系统参数的优化方法。针对高铁山区高架桥场景,根据实测结果改进了基于几何的随机模型(GSCM)。提出了一种基于有效散射区域的动态建模方法,可体现有效散射点随着用户的移动而移动的实验现象,从而可有效刻画山区信道的小尺度信道快速变化特性。首次对铁路沿线的电线杆对信道的影响进行建模,结合实测数据验证了其可有效刻画均匀分布的电线杆的周期性遮挡和散射效应。通过小尺度参数时延和波达角的变化情况,说明改进后的GSCM有助于提高该场景下自适应传输技术性能评估的准确度。