近年来,随着高速铁路的快速发展,高铁无线通信系统开始受到越来越多的关注。在高铁场景中,为了满足高速移动用户高速数据传输的要求,LTE已被建议作为3GPP项目组作为高铁移动通信的标准之一。然而,在高铁场景下,由于存在多普勒频移数值很大以及小区切换过于频繁等问题,使得LTE系统中数据传输的性能被大大降低了。目前,虽然已经提出了一些方案来提高系统性能,但高铁移动通信仍然面临许多挑战,例如穿透损耗高,多普勒频移大,数据速率低等问题。在这种情形下,华为等公司提出了高铁SFN(Single Frequency Network)单频网络的概念。单频网络具有许多优点,包括扩大网络覆盖,减少网络干扰,降低网络功率,提高网络可靠性等。但SFN单频网络也遇到了一些新的问题,特别是在高铁场景中,这些问题尤其突出。首先,在高铁SFN单频网络场景中,当不同RRH(Remote Radio Heads)的下行信号到达移动终端时,除了时延不同之外,频率偏移也会不同。因此,在高铁SFN单频网络场景中,传统UE(User Equipment)的性能下降明显,尤其是对于高阶调制方案。在本文中,为了解决这个问题,我提出采用一种动态2-tap信道模型,并以此为基础搭建了相关的仿真平台。除此之外,我还提出了两种方法对多普勒频移进行估计和补偿,分别是基站频率预补偿和UE增强接收。仿真结果表明,两种解决方案都可以显著提高下行链路的性能,特别是对于SFN中的高速用户。此外,高铁SFN单频网络虽然可以减少切换次数,但是也存在无线链路失败率较高、乒乓效应严重等问题。于是在本文中,我提出了一种基于多普勒频移的接力切换算法,并对其网络拓扑结构进行了一定的改进。仿真结果表明,这两种方案尤其是当两种方案结合使用时,可以有效提高高铁SFN单频网络的切换性能。