电波传播损耗的准确预测是无线网络合理规划、设计和性能优化的基础。随着移动通信用户数量增加及通信速率需求越来越高，微蜂窝和微微蜂窝系统得到广泛采用。典型的微蜂窝小区电波传播环境是在城市建筑物的“峡谷”之中，导致传统的基于测量数据的统计预测模型失效。同时，近几年我国轨道交通规划和建设事业发展迅速，大大缓解了城市化发展和城市化交通设施之间的矛盾。为了实现轨道交通无线环境的全覆盖，研究隧道环境下的电波传播行为变得尤为重要。本文研究射线跟踪预测方法和高斯波束跟踪预测方法及其实现，以及在城市微小区环境和地铁隧道环境下的应用，具有重要理论意义和应用价值。首先，分析了现有统计模型存在的不足，包括仿真精度不高且适用范围窄，需要经过修正才能用于相似场景；研究了基于射线跟踪原理的确定性模型实现机制，在此基础上提出了一种基于可见面劈表的改进型三维反向射线跟踪算法，采用一致性尖劈绕射系数公式计算场强，并运用该算法对加拿大渥太华城市场景进行了仿真验证。结果表明，该预测模型的标准偏差均小于8dB，可满足大部分工程实际需求。其次，针对射线跟踪算法需要进行发射线划分、接收球判断，绕射处理比较复杂等不足，提出了一种基于高斯波束思想的跟踪预测算法；研究了发射端源场的分解，高斯波束的传播与跟踪，以及接收端多径波束的叠加；利用该算法进行复杂城市环境下的电波传播预测结果表明，为保证一定的预测精度，源场分解的波束数目巨大，导致该方法计算量大、效率低。针对传统波束算法不足进行了改进，提出了一种网格分区和区域选择联合加速的改进型波束跟踪预测算法。实际场景仿真结果表明，在不损失精度的前提下改进算法的预测效率可以提高约90%。此外，将改进算法用于不同场景仿真，结果表明高斯波束模型具有良好的通用性。最后，针对地铁隧道环境下无线网络布局规划的应用需求，研究了地铁隧道环境中的电波传播特性和地铁隧道环境的三维空间建模方法；针对地铁隧道环境特点，采用三维反向射线跟踪方法进行隧道环境下的电波传播预测，对不同实际隧道场景(直道、弯道)的数值仿真结果表明，与普通城市环境相比，空间受限的地铁隧道多径效应更明显，射线跟踪类方法在地铁隧道环境电波传播损耗预测领域具有广阔的应用前景。