高速铁路由于快速便捷的特性在中国取得了巨大的发展,新一代LTE通信系统可以满足高铁乘客日益增长的高速率、大容量的通信要求,成为高铁通信系统的发展趋势。然而由于高铁列车运行速度过快,导致小区间切换频繁,传统的LTE切换算法容易引起无线链路失效等现象,因此研究适用于高速铁路环境LTE系统切换算法对提高列车用户的通信体验有重要意义。本文考虑高铁场景下TD-LTE系统信道环境和组网方式的特殊性,提出基于地理位置信息的切换自优化算法,能够有效提高切换性能。本文主要工作包括以下两部分：第一部分重点研究了高铁场景下基于LTE系统的切换优化算法。首先通过深入研究LTE系统网络架构、协议栈结构以及切换基本流程,分析传统切换算法应用于高铁场景的局限性。然后提出了基于地理位置信息的切换优化算法,将列车的位置信息作为切换触发条件,从而避免基于A3事件的传统切换算法中由于触发延迟时间设置不当引起的切换失败。同时,本文针对此优化算法提出一种基于链路失效率和下行吞吐量两个切换性能度量参数的最佳切换位置选取方法,该方法可动态适应信道变化,实现切换算法的自优化过程,提高切换算法的稳定性。第二部分在详细分析高铁仿真场景特性的基础上,对基于地理位置信息的切换自优化算法进行仿真分析。基于TD-LTE系统级仿真平台,对基于地理位置信息的切换自优化算法进行仿真验证,并与传统基于A3事件的切换算法对比分析。仿真结果表明在平原场景下,基于地理位置信息的切换自优化算法和传统切换算法性能基本相同,而在山地场景下,基于地理位置信息的切换自优化算法更有效地利用了高铁环境特点,可以获得更好的切换性能。本文所提出的基于地理位置信息的切换自优化方法对LTE系统高速环境下移动性管理研究有重要的参考价值,为高速铁路切换算法工程实现提供了理论依据。