近年来,在世界范围特别是我国大规模的建设高速铁路,高速铁路场景下的车地无线通信得到了越来越多的关注。高速铁路车地通信面临着诸多问题：列车的高速移动会导致切换频繁、切换触发滞后等问题,导致切换性能下降；列车的高速移动还会引起严重的多普勒效应和信道的快衰落特性；此外,信号穿透高速列车金属车厢导致的信号衰耗以及高速铁路沿线复杂的行车环境等在实际的系统中也会带来严重的影响。因此,分析解决高速铁路车地无线宽带通信所面临的关键问题具有重要意义。本文首先介绍和分析了现有的几种高速铁路车地无线通信接入方案,然后详细讨论了高速车地宽带无线通信面临的如下几个问题：多普勒效应、频繁的越区切换、高速列车车体损耗、高速铁路环境、多种制式并存,并分析了各个问题的解决方法及其优缺点,其中高速铁路场景下如何实现快速、准确、可靠的切换方案还有待进一步深入研究。为了提高高速铁路场景下切换方法对于可靠性和低时延的要求,本文结合高速铁路环境的特点,提出了一种基于OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分多址复用)系统选择分集传输技术的切换优化方案。首先分析了传统硬切换策略,传统硬切换的切换时间较长以及切换过程中的数据中断是高速铁路场景下切换失败的重要原因。随后提出了一种切换优化方案,在优化后的方案中,列车穿越重叠区时,同时保持与源基站和目标基站的控制链路,目标基站在切换触发前已完成与列车的同步和数据缓存等准备工作；当触发切换后,仅需要更换列车的数据服务基站就可以完成切换。这样一方面,能够使得切换和数据链路的中断时间大大减少,实现了快速切换；另一方面能够降低移动台与网络侧的链路中断概率,提升切换过程的稳定性。仿真结果表明,优化后的切换方案能够有效地提高切换成功概率,提高整个系统的可靠性。现有的高速铁路切换方案中存在的另一个问题是切换触发滞后和不准确。传统蜂窝网切换中为了避免乒乓效应,采用了迟滞余量的切换触发策略。较高的迟滞余量会导致高速铁路场景下切换触发滞后,重叠区内未完成切换导致切换失败,而采用较低的迟滞余量又会导致乒乓效应的发生。本文提出了一种适用于GSM-R网络的切换机制,利用列车速度和位置信息辅助切换判决,以解决高速场景切换滞后导致的切换失败问题,同时也可以避免了乒乓效应的发生。仿真结果表明,优化后的切换触发机制能够有效提高切换在重叠区内的触发概率,避免了切换误触发和触发滞后的发生,从而提高了切换的成功率。