随着经济与城市化进程的不断发展,城市内地上交通压力显著增加,这促进了人们对于地下空间的探索。尤其是地铁的蓬勃发展大大减轻了城市内的交通负担,保证了城市经济活力的不断增长。无线通信系统作为地铁安全运营与信息服务的重要基础,一直是地铁建设的重点。地铁隧道场景与室外铁路场景有显著差异,其内部的测试任务难以开展,从而导致实测数据的获取困难。实测数据的匮乏以及隧道场景的多样性使得经验模型的准确度有所欠缺。这些都增加了其内部的无线信号覆盖预测与网络规划难度,目前地铁隧道内的通信信号弱、传输速率低、资源浪费的现象也时有发生。本研究旨在通过对地铁隧道内的电波传播特性进行研究,实现地铁隧道内分布式天线系统的无线信号覆盖预测,为其内部的无线网络规划与优化提供理论基础。研究内容主要包括:地铁隧道电波传播仿真软件设计与开发、地铁隧道内的电波传播特性以及隧道几何参数对电波传播特性的影响研究、实际地铁隧道场景的无线信号覆盖预测与评估。通过使用射线跟踪（Ray Tracing,RT）技术进行地铁隧道内高精度的信道仿真,由仿真结果萃取并分析关键信道参数,从中得到隧道几何参数对其内部电波传播特性的影响,并依此为地铁隧道内的分布式天线方案布置提供建议。本文基于射线跟踪仿真器内核开发了一款地铁隧道覆盖预测仿真软件,可用于地铁隧道内的电波传播特性研究与无线信号覆盖预测。完成了不同几何结构的地铁隧道内的接收信号功率分布情况预测,证明了横断面尺寸、弯曲程度与起伏程度对信号大尺度衰落与小尺度衰落的影响。并完成了对不同几何结构的地铁隧道内的莱斯K因子、角度扩展和均方根时延扩展等信道参数的萃取与表征。本研究基于广州地铁五号线的东圃-三溪-鱼珠的实际地铁隧道场景,实现了接收天线分别位于车体内部与外部情况下的无线信号覆盖预测。综合考虑覆盖效果与系统稳定性,在该隧道原有无线接入点（Access Point,AP）站址的基础上完成了频段为4.9 GHz的第五代移动通信系统（The 5th Generation Mobile Communication System,5G）的AP部署优化。本文为地铁隧道场景内的无线网络规划与优化提供了理论基础与数据支持,有助于其内部的无线通信系统设计和性能评估。