地空宽带通信系统需要支撑航空空中交通服务(Air Traffic Services,ATS)等多种航空通信业务,同时满足日益强烈的航空旅客通信(Aeronautical Passenger Communications,APC)需求,这要求比传统地面通信网络仅提供移动数据业务更高的系统稳定性,而现有的地面通信系统直接用于地空通信将面临用户高速移动特性和系统小区覆盖半径有限等问题,且其小区切换算法仅判断接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)导致切换不可靠、冗余切换、乒乓效应等问题,地空宽带通信性能将进一步恶化,无法满足系统要求。因此,建立适合地空宽带通信的越区切换算法十分必要。本论文结合重庆大学、中国商用飞机有限责任公司、北京民用飞机技术研究中心合作项目“地空宽带数据链通信系统原型样机研发及测试”,研究地空宽带通信越区切换的相关理论与技术问题,提出了适用于地空宽带通信的高效切换算法,对实际部署提供参考。主要工作如下:(1)针对地面移动通信切换算法并未利用用户移动方向性可知特性,而导致系统面临切换不可靠、冗余切换等问题,本文利用地空宽带通信场景呈线性、提前可知的特殊性,借助飞机航向信息,提出一种基于信号强度滞后阈值与角度阈值的联合切换判决算法,算法将与飞机航向最接近的基站的视为有效基站,能够有效提升切换可靠性。仿真结果及分析表明:相比传统切换算法,联合切换判决算法以增加很小切换延后距离为代价,有效地减少切换次数,提升了切换可靠性。(2)针对切换滞后阈值固定取值时,联合判决算法减少切换次数是以增大切换延后距离为代价的问题,又提出了一种自适应滞后阈值调整算法,算法以移动距离或接收信号强度比值为函数自适应调整切换滞后阈值,系统在小区中心保持较大切换滞后阈值,切换滞后阈值随着移动距离增大逐渐减小至零值,越过小区边缘后随即按照自适应函数增加至最大值。仿真表明:通过优化自适应函数系数?与η能够进一步减少切换延后距离与切换次数。(3)针对自适应滞后阈值调整算法切换触发概率随?增大而变化放缓的问题,又提出了一个改进算法,改进算法使滞后阈值降至零值后继续持续减小至负数,直至完成切换。通过仿真表明:改进算法避免了切换触发概率变缓的问题,同时能够进一步减少切换延后距离与切换次数。