轨道交通的快速发展为城市交通运输以及市民出行提供了极大便利,与此同时,轨道交通出现突发事件的风险也增大,在这种情况下,对车地无线通信系统的设计要求更高,通过车地无线通信系统设计,强化地面和列车之前的通信,为列车的安全、平稳以及突发事件应对处理奠定基础。基于这种高标准要求,TD-LTE因具有高数据吞吐率、高频谱利用率、带宽灵活配置、低系统延时、完善多级QOS、高速移动性等众多优势在车地无线通信系统中得到应用。基于TD-LTE系统的显著特性,本文提出了一种集集群调度和CBTC承载为一体的车地无线通信系统的设计方案。论文首先概述了TD-LTE系统的应用现状,其次介绍了TD-LTE系统的特点和典型车地无线通信系统的组成,然后通过研究车地无线通信系统的组成,以CBTC+集群调度典型应用为例,论述了车地无线通信系统的组网构成和各个子系统进行分析设计,包括控制核心网、车站侧、无线场强覆盖、无线系统业务、应用系统及终端设计等。笔者结合项目的实际情况提出了部分优化方案,主要包括如下方面:1.提出了核心网与基站设备冗余备份,提高了系统的可靠性;2.提出了不同场景的场强覆盖优化方案,研究了越区切换方案,通信质量得到了进一步提升;3.对无线通信系统的内部和外部干扰进行了分析,同时给出了一些抗干扰的措施;4.针对目前同一城市中的不同线路采用不同厂家提供的无线通信系统设备而无法互联互通的现状,本文提出了与其他LTE系统互联互通、与TETRA系统互联互通的解决方案,实现了不同宽带厂家或宽窄带系统的互联互通,为城市轨道交通领域地铁运营提供了更广阔的选择空间。接下来,通过LTE集群系统功能测试、LTE-M性能测试(CBTC业务承载及系统传输性能),验证了本文提出的设计方案能够提供可靠的集群调度功能,同时能够满足CBTC业务承载的需求。最后对论文的研究内容做了总结,并对后续工作做出了规划。