随着无线通信技术的发展与互联网设备的创新,移动数据流量与日俱增。紧缺的频谱资源限制了数据的传输速度和用户容量,与未来通信需求之间存在巨大矛盾。因此,发展通信技术、扩宽频谱资源势在必行。毫米波因其丰富的频谱资源备受无线通信研究者的青睐,而毫米波独特的信道特性给研发带来挑战:此外,空间、频段复用和多址技术的发展将最大限度地利用现有的频谱资源,缓解移动通信压力。无线信道作为无线通信系统的重要组成部分,其信道特性直接影响上层通信技术的应用。物理层信道特性的研究是发展无线通信技术不可或缺的环节。信道建模工作利用数学模型简洁、直观地描述非自然可见的无线通信信道,通过参数计算准确地捕捉信道特性,为无线通信技术发展提供理论支持。射线追踪可根据给定的传播环境信息,依靠电磁波传播理论、几何光学理论及绕射理论分析并预测电磁波的传播状态。随着射线追踪算法的不断优化以及计算设备的更新,射线追踪算法可快速、准确地获取传播环境内的无线信道信息,是无线信道建模与分析的有力工具。本文基于Wireless InSite射线追踪仿真平台开展多频段多场景的信道特性分析研究。主要研究工作与成果如下:(1)室外场景低频段大尺度信道特性分析:搭建了典型城市和郊区仿真场景,使用射线追踪算法计算频率为500MHz时各接收端位置的信道参数并从中提取无线传播损耗。参考现有的路径损耗模型并根据传播损耗数据拟合路径损耗参数与阴影衰落方差。(2)室内场景毫米波频段下小尺度信道特性分析:搭建了室内楼梯井场景,利用射线追踪算法计算60 GHz频段下各接收端位置的多径分量信息。分析了随接收端按轨迹移动时,时延扩展、角度扩展等信道特性的变化。此外,在仿真中引入前向散射模型,比较了引入散射分量前后信道特性的变化。根据上述分析结果给出楼梯井场景内的接入热点的位置排布建议。(3)信道分簇算法研究与性能分析:总结了现有的基于空间划分的分簇算法与簇轨迹追踪算法。改进经典的模糊C均值算法使其适合于信道数据的分簇。对同一信道数据集分别使用改进型模糊C均值算法、含功率权重的K均值算法、结合初始值设定的均值算法进行分簇,比较了不同算法的分簇效果。在获取接收端各位置点的分簇结果后,使用基于多径分量距离的轨迹追踪算法对簇状态进行分类,分析了接收端移动时簇的生灭情况。