随着高速铁路的快速发展,高铁列车的行车安全成为了越来越受人们关注的热点话题,现有的铁路通信系统GSM-R,已渐渐不能满足日益增长的安全需求,原铁道部(中国铁路总公司)相关部门提出要研究新的技术,保障在信号设备失效等应急场景下的行车安全,实现信息化和自动化,建设一个可靠畅通的综合数字调度移动通信网络。基于LTE的LTE-R系统成为了下一代铁路通信系统被提了出来。LTE中的D2D通信技术可在临近终端之间直接建立通信链路,使用授权频谱进行通信,能够有效降低基站负载,减小传输时延,提高频谱利用效率及系统可靠性。由于列车不能直接进行通信,在应急场景下,引入D2D通信技术,使两列临近列车进行直接通信,从而及时刹车、减速,防止列车追尾的发生。在脱离应急场景时,D2D通信立即取消。本文即针对LTE-R中D2D通信技术的可靠性进行了研究。本文提出了两个创新点：首先将D2D通信技术引入了高铁应急通信中,分析了在较短距离内,无中继D2D通信与基于单跳中继传输的D2D通信可靠性；其次在较长距离时,提出了一种基于多跳中继传输的D2D通信干扰消除方案。具体研究内容和创新点如下：在第一个创新点中,本文将D2D通信技术引入了高铁应急通信中,通过对系统可靠性的分析来研究高铁应急条件下采用D2D通信的安全性,系统可靠性由中断概率这一指标来衡量。为进一步提高可靠性,本文提出了采用单跳中继传输的方案,即在两列采用应急D2D通信的高铁间,引入中继基站,这样,在增加较小的处理时延时,大大增大传输距离。通过仿真分析,该方案可有效降低中断概率,从而提高系统可靠性,保障了进行应急通信的高铁的安全。在第二个创新点中,为扩大D2D应急通信的覆盖范围,本文提出了基于多跳中继的方案,即在两列采用D2D应急通信的高铁间,引入多个中继基站,采用多跳传输的形式进行通信。由于相邻的两个中继之间存在干扰,所以本文提出了一种基于交织迭代算法的无线多跳中继方案。该方案基于IDMA算法,通过BER来衡量系统可靠性。通过仿真分析,采用迭代干扰消除算法的多跳检测运算简单、系统计算复杂度较低、性能较优,可以有效降低系统传输的BER,从而提高系统可靠性,保障了进行应急通信的高铁的安全。