超密集小蜂窝技术是现有和未来无线通信系统的关键传输技术之一,它的应用依赖于对室内短距离无线信道传播特性的全面研究。室内短距离无线信道的场景丰富、环境复杂且蜂窝的覆盖半径小,故其传播特性与传统场景有较大区别,充分了解室内短距离无线信道的传播特性不仅具有重要的理论意义,同时具有很高的实际价值。本论文紧密围绕小蜂窝场景中室内短距离无线信道传播特性建模这一科学问题,在典型的室内楼梯、走廊、办公室和病房环境中开展了充分的无线信道测量实验,积累了大量数据,分别建立了室内短距离无线信道的功率延迟剖面模型、接收天线高度相关的路径损耗模型和均方根时延扩展模型,以及体域网场景下的自回归信道冲激响应模型,并开发了室内短距离无线信道仿真器,主要贡献包括:(1)提出了适用于楼梯、走廊和办公室三种典型室内环境的随机离散抽头延迟线功率延迟剖面模型,解决了小蜂窝场景中室内短距离无线信道功率延迟剖面的模拟问题。研究结果表明该模型的每个抽头、每个接收点位置的幅度均服从于形状因子为截断对数正态分布随机变量、尺度因子为收发天线之间距离以及传播时延的函数的Nakagami-m分布,所提出模型比现有室内长距离场景下的随机抽头延迟线模型具有更高的准确度。(2)提出了小蜂窝场景中室内短距离无线信道的接收天线高度相关的路径损耗模型,初步解决了小蜂窝场景中,因用户高度、姿态或移动设备使用状态变化而引入的传输损耗建模问题。通过引入遮挡物衰减因子和接收天线高度衰减因子,分别描述接收天线高度对路径损耗间接和直接的影响,建立了更精确、物理意义显著的室内路径损耗模型。(3)进一步地,提出了均方根时延扩展和路径损耗之间的经验关系模型以及新型的接收天线高度相关的均方根时延扩展模型,该模型提供了小蜂窝场景中快速计算均方根时延扩展的方法,并解决了因用户高度、姿态或移动设备使用状态改变而带来的多径分布特性变化建模问题。此外,还推导了均方根时延扩展均值和标准差的闭合表达式,提供了快速估算小蜂窝场景中特定室内环境多径衰落程度的方法。(4)在前述工作基础上,研究了天线穿戴在用户身上时的无线信道传播特性,提出了适用于小蜂窝场景的室内离体信道自回归信道冲激响应模型,解决了小蜂窝场景中多径成分特别丰富的室内短距离离体信道的信道冲激响应建模问题。研究结果表明该模型的自回归传递函数的各个极点的幅度和相位分别服从正态分布和均匀分布,其激励信号的方差服从正态分布。与传统抽头延迟线模型相比,该模型具有更高的精确度和更低的复杂度。(5)基于上述所提出的四种无线信道传播模型,构建了室内短距离无线信道仿真器,解决了小蜂窝场景中的室内短距离无线信道传播特性的模拟和工程应用问题。提出了无线信道仿真器的软件结构,并实现了查看无线信道传播特性、模拟实际信道、进行链路预算以及显示通信信号在实际信道中传输后的性能等功能。与现有的无线信道仿真器相比,该无线信道仿真器与实际信道环境更接近、更易实现、更高效且可扩展性更强。本文所研究的无线信道传播特性、信道模型和信道仿真器可为未来移动通信系统中超密集小蜂窝和物联网的覆盖规划、链路级仿真、物理层算法设计、性能分析和系统搭建提供重要的理论依据、实验基础和工程支撑。