一致性绕射理论(the Uniform Theory of Diffraction,UTD)与射线追踪(Ray Tracing)共同构成了无线通信系统电波传播的一种高精度建模方法。本文以镜像射线追踪为基础进行点对点的路径搜索,以几何光学和一致性几何绕射理论计算接收点场强,完成了城市环境下的电波传播分析和无线信道损耗计算,主要工作包括:1.详细推导了高频电磁场的射线光学表示和几何光学反射定律,建立了几何光学反射场的表达式,并详细介绍了几何绕射理论及一致性几何绕射理论。着重介绍了镜像法并将其扩展,使其能够进行边缘绕射射线的寻迹,验证了射线寻迹和场强计算的准确性。2.深入研究了射线追踪的空间体积划分(Space Volumetric Partitioning,SVP)加速方法,并用八叉树数据结构优化空间体积划分,本文采用自下而上的方法实现了射线追踪中八叉树邻域节点的查找。3.实现了基于镜像源树的反向射线追踪算法,并从图形学和电磁学的角度设计了背面剔除、遮挡判断和反射可视区域、绕射可视区域等镜像源树的优化方法,设计了多次反射、含有绕射和含有地面反射的路径查找的计算方法。4.为了验证本文实现的电波传播模型的正确性,以典型城市环境为例,分别与FEKO和实测数据进行对比,考虑到环境的随机性,得到的结果吻合度较好,可以为城市环境的电波传播预测和网络规划提供依据。