近年来，随着我国低空领域的逐步开放，低空空地通信系统的研究逐渐成为人们关注的焦点。为了提高通信系统性能，需要建立适合的信道模型。低空空域通常指离地面1-3公里及以下的空域。由于飞机飞行过程中存在不同状态：航行状态、起飞/降落状态、停场状态和过顶状态，不同飞行状态中信号衰落、多普勒频移、时延扩展等特性都有所差别，需要建立不同信道模型。本文首先分析TD-LTE系统技术特点和网络架构，讨论大小尺度衰落产生的机理和衰落特点，在此基础上进行信道建模。对于大尺度衰落，详细仿真并分析了几种常见大尺度衰落模型使用范围和衰落曲线特性，提出基于实测数据的模型改进方案。对于小尺度衰落，提出改进Jakes模型的方法，通过引入不同随机量有效抑制了Jakes模型单次衰落和各次衰落间的互相关性，且并未破坏Jakes模型包络服从瑞利分布的特性。用改进模型仿真莱斯信道，也能得到较好性能。论文还对低空空地信道进行建模和仿真。针对低空空地实际情况，分析不同场景下的信道特性，并建立相应大小尺度衰落模型。本文最后在TD-LTE系统中仿真了空地信道BER性能。仿真结果表明，LTE系统能较好地支持低空空地无线通信。不同场景的BER性能存在明显差异，对信道按场景进行分类讨论是合理的。