超高速的列车运营对GSM-R网络的服务质量和网络可靠性提出了更严格的要求。越区切换是GSM-R移动性管理中的关键技术,它是保障铁路沿线不间断通信的基础,其可靠性和有效性是体现GSM-R系统性能的重要指标,它对保障铁路移动通信的高可靠性和有效性起着举足轻重的作用。为了保证我国高速铁路的正常运营,本文以优化GSM-R网络越区切换的质量为目的,结合GSM-R无线信道模型分析了越区切换过程中的各种参数、列车速度、切换时间等方面对切换质量的影响,并针对切换算法进行了优化,主要研究内容如下：在GSM-R切换算法中,算术平均计算窗口Hreqave的设置过小时,能够提高切换速度,但是会增加产生乒乓切换的风险。传统的(TA,CI)判断列车运行方向后的快速切换方式,根据(TA,CI)值优化了邻小区,虽然解决了乒乓切换问题,却产生了“误切换”导致的高掉话率。本文结合传统的(TA,CI)判定列车运行方向算法,同时提出了在切换判决过程中设置接收电平切换门限值的策略。通过仿真比较,改进后的算法比传统的(TA,CI)判断列车运行方向的快速切换方式很大程度上优化了越区切换质量。高速环境中,GSM-R网络越区切换质量会受到速度的影响。结合相邻小区间的接收电平覆盖模型分析：随着速度的增加,可用切换时间会逐渐减少,当速度达到500km/h时,可用切换时间降低至不到4s,严重影响了切换质量。本文提出了切换门限值随着列车速度动态调整的新策略：在高速情况下,适当降低门限值,低速情况下适当提高门限值的方式。这样保证了切换过程中的可用切换时间,从而减少了列车切换过程中因当前信道服务质量变差导致的掉话。通过实验室仿真表明,采用此算法后,高速环境中越区切换质量有了很大程度上的优化。在冗余覆盖环境中,邻小区关系要比单网覆盖环境复杂的多,因此,适合于单网覆盖环境中的快速切换算法并不适用。本文提出了基于BSC学习历史切换记录的算法来确定最优目标小区,通过预先确定目标小区的方式,再结合单网覆盖环境下的快速切换技术,可以在保证切换质量的同时提高冗余环境下的切换速度,分析表明,该算法能有效的降低冗余覆盖环境下的切换时延。