伴随着“智能高铁”时代来临,高铁列车及旅客对车内无线通信网络提出了越来越高的要求,传统GSM-R铁路专网已无法满足高带宽、低时延的多样化业务通信需求,因此向下一代铁路通信系统LTE-R的发展已经成为必然趋势。而随着列车的不断提速,高速移动带来的网络频繁切换、链路掉线等问题给列车通信带来了极大的挑战,如何保障高铁场景下的通信质量及稳定性具有十分重要的研究意义。本文对高铁列车无线网络覆盖方案以及LTE链路切换算法进行研究,主要工作和成果如下:(1)针对高铁场景的通信难点,设计了基于中继网关结合Wi-Fi局域网的列车无线覆盖方案,中继网关上行通过LTE链路接入地面网络,为整列高铁提供外部互联网流量,下行利用Wi-Fi信号为旅客提供无线接入网络。采用双层组网架构可以有效规避车厢穿透损耗、群切换以及单链路故障对列车通信网络的影响。对比分析表明,所设计的中继网关加Wi-Fi覆盖的组网方案具有明显技术优势,可有效提升车内旅客的上网体验。(2)针对LTE链路频繁切换导致的掉线问题,对现有基于A3事件(目的基站接收功率大于源基站接收功率且超过一定门限值)的切换算法进行改进,提出了基于最佳切换位置的A3、A4事件(目的基站接收功率大于定义门限值)联合判决算法,将切换触发位置向最佳参考点进行收敛,以提升整体的切换成功率。理论分析和LTESim平台仿真验证结果表明,优化后的切换算法可以将中高速场景下的切换失败概率由11%降低至6%,提升了单个天线的越区切换成功率。(3)在对单个天线切换性能优化的基础上,针对列车双天线组网架构,提出了基于车首、车尾天线联动的切换方案。通过车首天线切换结果对车尾天线的切换参数进行调整,使其具有更高的切换成功率及算法自适应能力,且相较于利用历史数据对切换参数进行优化,车首天线的切换结果更加具备参考意义。仿真结果表明,采用双天线联动算法可以将车尾天线的切换成功率由93%提升至98%,提高了整车通信系统的链路稳定性。