随着我国铁路的大规模建设和信息化发展,GSM-R/GPRS系统承载的铁路通信业务也越来越多。近年来,中国铁路提出在GSM-R/GPRS上开展更多铁路通信业务的需求,以推动中国铁路信息化前进的步伐。GPRS采用分组交换技术,具有共享信道、高效传输数据和信令、有效利用网络资源和无线资源的优势。鉴于铁路移动通信无线资源相当紧缺,在下一代铁路无线通信系统应用之前,采用GPRS承载更多的铁路数据业务是目前非常合适的选择。然而,部分铁路数据业务对安全性、可靠性和时延要求较高,在有限资源情况下盲目开展铁路GPRS业务可能造成资源拥塞、业务服务质量下降等后果,给铁路运输带来安全隐患。因此,铁路部门亟需建立适合铁路GPRS的业务模型以及资源调度策略,指引铁路GPRS业务有序开展,为新建铁路无线小区的资源规划奠定基础。公网在GPRS业务模型和资源调度方面得出了一些适合公网应用的研究成果,但是铁路GPRS与公网GPRS在应用环境、业务特征、业务要求等方面都存在很大差异,铁路GPRS照搬公网GPRS的研究结果并不能满足铁路应用要求。因此,研究适用于铁路GPRS的业务模型及资源调度策略是铁路首先需要解决的问题。本文首先根据铁路空间分布特点分别分析了正线区间、车站区域、库检区间三种场景下典型GPRS业务的特征模型,并根据铁路GPRS应用特征提出了适合铁路GPRS的传输协议三层模型,即利用业务到达过程模型与业务传输过程模型描述铁路GPRS业务模型；然后,本文分别研究了正线区间、车站区域、库检区域三种铁路场景下典型业务的到达过程模型,并根据铁路GPRS工作机制以及业务特征研究了铁路GPRS业务的空口传输过程模型；最后,本文根据前面研究的铁路GPRS业务模型提出了适合铁路GPRS的资源调度策略,为铁路GPRS可靠承载数据业务奠定基础。本文联系铁路实际场景,搭建了铁路无线通信仿真测试平台,并基于平台对GPRS业务模型做了进一步研究,解决了中国铁路GPRS实际应用中面临的问题。同时基于平台测试了GPRS不同编码方式下的数据传输性能,提出了不同编码方式在铁路上的应用策略,丰富了铁路GPRS承载数据业务的方法。