近年来,随着高速铁路在世界范围内的快速发展,因其具有运行速度快,载客能力强,受外界环境影响小,绿色环保等特点,成为了越来越多的人出行旅游的首选交通工具。而高速铁路自诞生起,无时无刻都需要无线通信的承载需求。其一是由于高铁列车的控制系统需要无线通信来承载,这是高铁列车安全运行必不可少的因素。其二是车内乘客对实时的无线通信服务有了更高的要求。因此在列车运行过程中,一个安全、稳定、可靠的无线通信系统是十分必要的。而高铁在行驶过程中,会经历山地、隧道、高架桥、平原等典型场景,每种场景都有其不同的地形特点,因此不同场景中的无线信道传播特性也就各不相同,其中山地地形分布广泛。相比较其他场景,高速列车在山地场景中行驶时,列车周围存在大量散射体,并且散射体的大小、分布都不均匀,所以为了更好的满足高铁列车的通信服务需要,必须准确地建立高铁山地场景中无线信道模型。本课题针对山地环境下的无线信道模型展开研究,以有限状态马尔可夫链为理论基础,采用等面积区间划分策略将列车与基站的位置进行划分,并在每个区间内建立有限状态马尔可夫模型(Finite-State Markov Chain,FSMC),并对建立的无线信道模型进行仿真分析,以验证模型的精确性。论文的主要内容和研究成果如下。(1)首先研究了高铁无线信号的传播方式和高铁列车行驶过程中经历的各个典型传播场景,针对高速铁路无线信道的衰落特性,从两个方面进行了分析:大尺度衰落和小尺度衰落。并列举了用于高速铁路的几种典型模型,如射线跟踪模型、Okumura模型、几何随机模型、传播图模型等,并且一一分析了各个信道模型的适用条件和适用场景。根据山地环境地形特点,在列车周围存在大量散射体的情况下,则上述模型不能很好的用于高铁山地场景中。而FSMC信道模型是一种统计性模型,可以对列车不同位置信号功率强度进行跟踪,能够较好适应山地场景的复杂环境。(2)其次,采用有限状态马尔可夫链对高铁山地场景进行建模,首先运用MATLAB进行模拟得到山地场景下的路径损耗数据,再通过计算从而获得接收端的平均接收信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)。采用等面积区间划分策略将基站(evolved Node B,eNB)与列车之间的相对位置进行区间划分,在每个区间内运用有限状态马尔可夫链来表征SNR的信道状态,进而推导出每个区间内SNR的状态概率(Steady State Probabilities,SSP)和状态转移概率(State Transition Probabilities,STP)的闭合表达式。基于山地场景中散射体分布广泛的特点,首先确定SNR的概率分布函数,进一步推导出了每个区间内SNR的阈值、量化值和状态转移概率矩阵,继而在每个区间内建立了山地场景下的FSMC无线信道模型。(3)最后,通过理论分析和和仿真实验,将采用等面积区间划分策略的FSMC无线信道模型和采用非均匀区间划分策略的FSMC无线信道模型,以及采用均匀区间划分策略的FSMC无线信道模型进行对比分析,通过运用均方误差最小准则可知采用等面积区间划分策略的FSMC信道模型的均方误差值最小,从而验证了本文所提出模型精确性和合理性。