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在当今移动通信网络宽带化、高速化和智能化的发展趋势下，通常被看作是“准4G”的LTE技术已经应用到大中城市的移动网络中，为人们在日常生活中提供便捷，高速的移动互联网络。国际铁路联盟(UIC)已经确定，铁路下一代移动通信将从GSM-R跨越“3G”，而直接采用基于LTE(Long Term Evolution)技术衍生而来，面向铁路运输服务的LTE-R(Long Term Evolution for Railway)技术。 目前，我国运行速度在300-350km/h高速铁路客运专线采用的是CTCS-3(ChineseTrain Control System level3，中国列车运行控制系统应用等级)级列车运行控制系统，CTCS-3级列控系统同时兼容CTCS-2级的功能。GSM-R作为铁路专用通信系统承载着CTCS-3级列控系统的传输及移动通信任务。GSM-R技术在技术和性能方面已经不能适应高速铁路对现代移动通信系统的更高的需求。作为下一代铁路专用移动通信系统，需具备接入能力强、信号质量优、安全性好等优点，为高速铁路信号系统可靠运行提供优质的通信信道。 本文首先介绍了GSM-R作为CTCS-3列控系统的传输平台，阐述了GSM-R的基本网络结构和业务功能，同时还说明了GSM-R作为铁路专用通信网络的局限性。其次，介绍了LTE技术的相关理论基础包括业务指标、技术指标、网络结构，着重介绍了LTE-R的关键技术，针对高速铁路的运用环境，分析了高速铁路信号系统对移动通信网络的需求，探讨了LTE-R应用于高速铁路信号系统的可行性。最后结合CTCS-3级列控系统的对通信传输平台的要求，利用MATLAB系统仿真对高速铁路环境下LTE-R的性能进行了分析验证。 目前，国内外关于LTE-R的研究主要集中在信道仿真模型、多输入多输出技术、正交频分复用技术等方面的研究。与此同时，各大移动设备商也在进行关于LTE-R在高速铁路场景下的方案设计。所以本论文在借鉴前人的研究成果的基础上，结合高速铁路CTCS-3级列车运行控制系统的运用场景，利用仿真软件模拟了动车组在不同速度条件下，LTE-R系统的通信质量与稳定性。其结果显示，LTE-R未来应用在高速铁路信号自动控制系统可行性，以及对未来高速铁路列控系统的升级，提供了通信系统方面的保障。希望本论文对LTE-R技术实际应用于高速铁路CTCS-3级列控系统提供参考和帮助。