LTE项目是3G的演进,它改进并增强了3G的空中接入技术,能够带来速率更高、技术更简单的增强型移动宽带体验。LTE具有频谱使用灵活、可与现有技术无缝互操作,以及网络部署和管理成本低廉等优势,目前已成为全球主流运营商的共同选择,具有某些“4G”特征。通常被看作“准4G”技术。当前铁路综合数字移动通信系统采用的GSM-R体制,在GSM-R的演进方向,国际铁路联盟(UIC)已经明确表示3G技术不适用于铁路,未来GSM-R不会过渡到3G,而是直接过渡到“准4G”的LTE-R技术。而向LTE-R演进是GSM-R发展的必然趋势,下一代铁路移动通信LTE-R将为铁路提供语音、视频监控、移动多媒体等大数据量业务。而铁路移动通信与公网相比要求更加严格的安全可靠性,通信业务质量等因素给通信系统安全带来了严峻的挑战,铁路运行的安全性取决于是否能为列车运行提供安全可靠的通信系统,为列车调度等数据提供安全的传输通道。本文首先研究了LTE协议物理层流程,以及OFDM和MIMO等物理层关键技术,分析了经典的空时分组编码、分层空时码、空时格码等编码技术,并且对空时分组码进行了性能仿真和研究,之后深入研究了适合于高速铁路环境的WINNER D2a信道模型,并对高速铁路环境的WINNER D2a信道模型下的空时分组码性能进行了仿真和研究。然后在文中详细探讨了USRP+LabVIEW软件无线电平台的原理,子板和母板的硬件结构、LabVIEW软件的工作流程、性能特点等,最后研究了载波同步、符号同步、帧同步、信道估计和分集接收等算法,为LTE收发机设计出行之有效的方案,并基于该平台实现了LTE收发机,最后根据硬件平台的实际影响做出测试,测试结果表明LTE收发机性能较好,能够满足系统的要求。