近些年,中国高速铁路技术快速发展,在国际高铁研究领域中也占有一席之地。随着我国高速客运专线的不断扩建,目前铁路运力紧张的局面将被大大缓解,高速铁路的安全便捷等特性将会逐渐体现,未来将有更多的人选择高速铁路出行,为此高速列车上旅客的通信需求以及列控信息的高效传输需求将与日俱增,对现有的通信系统将提出严峻的挑战。本文首先分析了目前高速铁路应急通信技术,虽说其能满足国际铁路联盟(UIC)提出的铁路专用调度通信的要求,但随着铁路运输业务的不断发展,对铁路专网通信的研究从系统稳定可靠性、沿途高质量的无线覆盖、高速运行中的系统性能、系统可扩展与可演进性等方面有更高的要求。面对未来的发展趋势,GSM-R系统已在很多方面显示出诸多的局限性,未来GSM-R将向LTE平滑迁移,最终成功演进到]LTE-R,所以本课题主要研究下一代移动通信系统在铁路应急通信中的应用,当GSM-R系统出现异常情况时能切换至LTE系统上实现必要的行车调度功能,从而保证铁路运营的安全性。本文一个研究内容和贡献就是针对高铁场景GSM-R存在故障可能性的前提下,提出了一种运用公网LTE作为GSM-R崩溃时的接管网络辅助铁路应急通信的方案,从而继续保证铁路通信的可靠性。研究通过终端同时收发GSM和LTE网络,实现双卡双待的功能,终端具有应急通信呼叫键,保证GSM-R系统和LTE公网系统同时在线,系统默认设置GSM-R作为呼叫最高优先级,LTE网络呼叫为次优先级。通过在GSM-R网络端增加一个ILR网元对于移动终端的信息进行实时更新,LTE公网可以通过ILR中的信息暂时接管GSM-R故障时的铁路应急通信功能,从而提升铁路应急通信的可靠性。本文另一个研究内容和贡献就是构建一个综合的高铁无线传输仿真环境,包含LTE增强系统的切换机制、容量增强机制的关键技术仿真评估平台系统,例如基于CoMP的切换技术、高铁车载中继技术、高铁MIMO多天线技术,用户可以根据自己的需求自行设定参数和仿真模式,从而实现高铁场景下LTE关键技术的仿真、分析,以达到技术有效性、先进性与实用性验证的目的。