针对高速铁路专用无线通信系统GSM-R网络越区切换中的硬切换技术存在的问题，本文研究GSM-R网络越区切换性能评估和测试方法，提出一种基于信号水平的越区切换性能评估方法，进一步提出基于双天线技术的越区切换方案，实现GSM-R网络中的无缝切换，提高越区切换性能，进而提高高速铁路系统运营的安全性和可靠性。本文首先对GSM-R网络中现有越区切换技术以及国内外研究现状进行分析，明确了越区切换的原理以及影响越区切换性能的因素，主要包括无线信道模型、覆盖模型以及列车运行的速度。针对国际标准提出的关于GSM-R系统越区切换链路层性能指标：越区切换中断时间和越区切换成功率，进行了评估指标具体含义的分析以及测试方法的设计。在此基础上，针对信号恶化对越区切换算法性能的影响问题，提出了一种基于信号水平的越区切换性能评估方法，评估越区切换的整体性能。进一步，针对硬切换存在的问题，结合高速铁路GSM-R系统运行环境中高速列车运行轨迹和方向的确定性、列车长度较一般移动节点大以及运行的高速性，提出基于双天线技术的越区切换方法。进行了该技术的可行性分析，对于在双天线技术下越区切换的基本原理、信道调整和具体实施过程进行了详细阐述，最后对双天线越区切换技术进行了性能评估，评估表明该方案能够有效地降低越区切换中切换中断时间以及提高越区切换的成功率，另外还能够较好地避免“乒乓切换”。因此双天线越区切换技术能够有效地提高GSM-R网络中越区切换的性能，进而提高高速列车系统的可靠性和安全性。