近年来,高速铁路在全世界范围得到了快速发展,为了满足广大乘客的宽带无线通信需求,需要设计专门针对高速铁路通信场景的通信系统。基于TD-LTE的高速铁路通信系统具有很大优势,能够弥补传统解决方案存在的业务单一、价格昂贵、速率较低等不足之处。其中,无线资源管理对于提升高速铁路通信系统的整体性能至关重要。因此,针对高速铁路通信系统的无线资源管理研究具有重要意义。高速铁路通信系统中的无线资源管理存在一系列挑战。现有的无线资源管理算法主要针对传统的蜂窝移动通信网络,不能直接应用于高速铁路通信系统。对于基于TD-LTE的高速铁路宽带通信系统,无线资源管理将面临以下新的挑战：无线接纳控制需要应对频繁切换、信道状态动态变化的影响,保证业务服务质量需求；多普勒频移、信道状态动态变化严重影响资源分配效率。本论文针对无线资源管理中无线接纳控制和资源分配问题在高速铁路通信系统中面临的挑战,既立足于现有研究成果,又充分考虑高移动性场景,提出相应的解决方法,并通过仿真对相关性能进行评估。主要工作和创新点如下：1.对高速铁路通信系统中的无线接纳控制机制进行研究。首先,提出一种考虑高速移动性场景下比特错误率影响的无线接纳控制策略,保证不同业务的数据速率需求。但与现有的没有考虑比特错误率影响的接纳控制机制相比,所接纳业务的数量在一定程度上会减少。其次,在考虑比特错误率影响的基础上,进一步引入业务优先级思想,以接纳更多的业务。另外,针对切换业务,提出基于弹簧模型的带宽借用策略,优先确保切换业务的数据速率。仿真结果表明,与已有的没有考虑移动速度影响的接纳控制机制相比,提出的将比特错误率影响分别与业务优先级和带宽借用策略结合的接纳控制机制具有较低的阻塞率和掉线率。2.提出一种针对高速铁路下行MIMO-OFDM系统中的多维资源分配策略。首先,对子载波、天线、时隙和功率进行联合考虑,将多维无线资源分配问题建模为非线性整数规划问题。通过分析多普勒频移对子载波间干扰的影响,计算发射功率。在保证每个用户请求数据速率的前提下,达到最小化总发射功率的目标。然后,分别通过线性化处理和二次拟合方法,获得原始最优化问题的最优解和近似解。最后,通过仿真对总发射功率和平均CPU时间在最优解和近似解算法下进行性能对比。仿真结果显示,二次拟合近似解比线性化处理最优解具有更低的总发射功率,但计算复杂性相对较高。3.研究高速铁路OFDMA系统中的资源分配问题。首先,考虑高速移动性环境下多普勒频移的影响,计算子载波间干扰功率。对子载波、天线、时隙和功率进行联合分配,将多种无线资源分配问题建模为混合整数规划问题。在保证总发射功率一定的约束条件下,以最大化系统吞吐量为优化目标。接下来,为了降低计算复杂度,采用量子行为粒子群优化算法对最优化问题进行求解,得到次优解。最后,通过仿真在系统吞吐量方面对提出的资源分配方法与传统的粒子群优化算法进行对比。仿真结果表明,量子行为粒子群优化算法具有较好的性能。