中国的高速铁路运输业依靠其节能环保、方便快捷、安全可靠等诸多优点正在迅猛发展。铁路专用无线通信系统作为支撑高速铁路建设的重要子系统,也迫切面临着升级换代以满足铁路宽带通信新需求。国际铁路联盟建议将现已广泛部署的GSM-R (GSM for Railway)平滑演进到LTE-R (LTE for Railway)。LTE系统作为第四代移动通信系统标准,具有良好的技术成熟度,且已经大规模部署商用,但其主要面向的是传统公网蜂窝通信,无法直接满足高速铁路专用通信系统的特殊需求。高速铁路场景有小区带状分布,终端移动快,沿线环境复杂多变、信道快速变化等一系列特点,无线通信链路传输的可靠性面临着挑战,而通信系统所承载的列车控制信息恰恰对可靠性和安全性要求极高。因此,研究合理的优化技术方案提高LTE链路传输的可靠性、使其最终适用于高速铁路场景具有重要的意义。本论文分别通过研究自适应调制编码和位置管理技术为高速铁路场景下LTE系统的链路可靠传输提出了优化方案。主要的研究内容和贡献如下：第一、传统链路自适应技术的性能依赖于终端反馈信道信息的准确度,间接受到信道估计误差和终端处理速度等因素的制约。本文分析研究了在高速铁路场景下LTE自适应调制编码技术面临的问题,量化评估了终端CQI反馈时延带来的误块率影响。结合无线电环境地图和先进的列车定位技术,提出了一种基于无线电环境地图的自适应调制编码优化方案。通过对仿真结果分析表明,该方案能够减少反馈时延引起的调制编码阶数误判,有效降低系统的误块率,从而提高了LTE系统在高铁场景下的链路传输可靠性。第二、移动性管理功能是基于蜂窝架构的移动通信系统的重要基石,需要针对特殊场景进行优化设计。本文分析研究LTE位置管理相关技术和信令流程,指出了传统位置管理方案在铁路链状网络场景下的不适用性。以减少信令拥塞为目标,建立了高铁场景追踪区域更新和寻呼信令开销的数学优化模型,通过仿真求解得到了在一定寻呼信令消耗门限下最优追踪区域列表概率分布。提出了一种适用于高铁场景的自优化追踪区域列表解决方案,有助于简化位置管理功能,提高系统可靠性。