近年来,高速铁路宽带无线接入已成为国内外宽带无线通信研究的热点问题。而信道特性是无线通信系统设计的基础,高铁场景下信道特性的测量与建模是高铁无线通信系统研究的基础工作之一。本文首先介绍了高铁无线信道测量方法,针对高铁场景下信道测量的局限性,结合高速铁路无线信道探测的特殊性,提出以现有无线蜂窝网络的下行链路作为信道探测的激励信号,是统计获取高速铁路无线信道初步模型的一种新方法,若利用3G或LTE信号作为信道探测信号,可以获得更为准确的信道多径统计信息。接下来简要介绍了LTE物理层标准及高速移动环境下的宽带无线信道特征,重点介绍了LTE下行物理层设计及OFDM技术。根据无线信道测量关键技术基本原理,按照3GPP LTE协议配置参数,进行测量实验,总结了探测LTE主同步信号PSS的几种不同方法,针对当系统频偏较大时,同步性能较差这个问题,对一种改进的M-part同步算法的性能进行仿真。仿真结果表明,M-part同步算法具有良好的同步性能,能够满足LTE系统对同步性能的要求。由于现有的信道测量方法设备昂贵,测量效率低下,可扩展性差,并且不适用于某些不能发送特定探测信号的场景,为此提出了一种基于LTE信号的无线信道探测方法,在两种标准信道模型ITU模型和Extended-ITU模型的条件下使用提出的新方法提取相应的信道参数,得到信道多径统计信息、多普勒功率谱、发送天线与接收天线的相关矩阵。仿真结果表明,预设的信道参数与测量获得的信道参数基本相匹配,表明本文提出的信道探测方法是有效可行的,可适用于无线信道的现场测量。由于测量实验的开展存在诸多客观困难,现有的基于实际测量的信道建模方式不能满足未来高频段宽带信道建模需求,本文最终研究了一种新的基于理论分析方法的信道建模方法,即基于图论的信道建模方法。具体深入研究了陆地移动场景下基于图论的信道特性及建模方法,采用冯·米塞斯分布(Von Mises)验证了该建模方法的正确性。同时使用该建模方法对一个典型的高铁平原场景进行建模,得到该场景下信道的功率延迟属性和多普勒功率谱特征。