GSM-R作为专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统，已成为铁路通信发展的方向，其中无线电波覆盖和边界场强特性是决定无线通信工程设计和无线网络规划及优化的最核心要素。 本文从理论上就无线电波基础理论进行了论述；针对我国的铁路现状，对铁路各种速度环境下的路径损耗、小区覆盖半径、重叠区等进行了深入地分析和研究。全文共分为四个章节：第一章，引言概述了GSM-R系统及其在国内外的发展和应用。第二章，论述了无线电波传播的基本原理、无线电波的衰落特性和GSM-R系统的干扰类型，并指出与其共用频率的GSM网络是主要的干扰因素。第三章，对无线电波的小区边缘和小区内的覆盖概率进行了推导，在阐述常用模型的基础上，综合分析得出Hata模型是最适合铁路环境的传播模型。提出了一种更为合理的计算小区覆盖半径的算法，给出了针对机车台、高架桥上的机车台、车厢内手持台、区间内手持台的小区覆盖半径。最后，利用最大切换时间、小区覆盖半径、切换容限等参数对覆盖重叠区进行规划，给出了在不同速度下，重叠区的长度并同常规方法进行了对比。第四章，总结。并针对论文中还有待进一步研究的地方，提出了将来的发展方向。