近年来,我国隧道的铺设量增长迅速。隧道场景的通信系统,不仅要实现列车的运行和调度,同时要提供给乘客通信的功能。传统的射频通信技术能够使用的频谱资源越来越少,高速通信的成本也越来越高。免许可证使用的可见光频段通信是一个新型的研究方向。将可见光通信技术应用在隧道场景中,提升隧道通信系统的性能,最重要的是设计一个新型的隧道可见光通信系统,对信道特性进行研究和分析。本文依据可见光通信的原理,结合隧道环境的实际特点,选择两种合适的信道建模方法,对信道模型进行仿真并分析信道特征。第一种方法是基于规则几何的信道建模方法,使用圆柱体结构模拟隧道环境,隧道的横截面为圆形,隧道中的散射体以簇的形式随机分散在圆柱体内部,发射端LED和接收端PD考虑为2×2的MIMO系统。可见光信号在传输过程中,可能会有多条传输路径,并且不止一次经过散射体,所以同时考虑直射径和非直射径两部分。仿真实验中,列车在隧道中的行驶方向是远离发射端,传输时延越来越大,接收功率越来越小。接收功率中直射径分量占总接收功率的主要部分,非直射径考虑单簇反射径和双簇反射径分量,对接收功率有小部分的贡献。直射径的均方根时延扩展和K因子均为最小,所以在提升信道传输方面主要考虑直射径部分。第二种方法是使用ZEMAX软件进行信道建模,同样选择圆柱体作为隧道结构,基于射线追踪的原理,使用非序列光线追踪功能记录可见光信号在隧道内传输的路径信息,包括反射次数、反射角度、每一段的路径的长度、到达角和到达功率等。根据这些仿真数据进行分析,理想状态下的隧道可见光通信系统中,直射径分量几乎占总的接收功率的全部。但是由于理想系统中LED需要连续不断地铺设在隧道内壁,短期内难以实现。所以在此信道模型的基础上加以改进,采用分段式LED铺设方法,选取隧道的一段传输环境进行信道建模。仿真结果中直射径占主要贡献,隧道的尺寸、接收探测器的大小、发射端的角度、隧道的弯曲等参数都会对信号传输产生一定的影响。系统容量随信噪比增加而增大,空间相关性随发射端和接收端间距的增大而减小,PPM调制可以降低误码率,这些结论为可见光通信应用在隧道场景中提供了一定的理论研究基础。