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近年来,中国高速铁路(“高铁”)建设事业迅猛发展,获得了举世瞩目的成就。相比于其余交通工具,高铁具有高速度、绿色环保、低能源损耗以及载客量大的特点。为了给乘客提供安全可靠的通信以及高质量的数据业务,高速铁路车地之间的通信逐渐成为了时下热点。由于高铁环境下车体损耗大、速度快以及小区切换频繁,使得传统移动通信系统在信号覆盖以及传输速率上面临着严峻的挑战,因此有必要对高铁环境进行信道测试及建模。本文从实地信道测量、大尺度信道建模以及多径信道建模三个角度对高铁环境下移动通信多径信道进行了建模与研究。论文的主要工作和创新点可以总结为:1.基于实地信道测量的动态信道建模无线信道测量是研究高铁移动通信系统信道特性的重要手段。本文在中国高速铁路“京-津”线进行了基于1.905 GHz的信道测试,并结合测量结果进行高铁环境下的大尺度信道建模以及多径信道建模。为了提高信号覆盖范围,高铁基站天线被设置在较高的高度,在进行信道建模中该高度不能被忽略。此外,在实际环境下高铁基站天线具有一定的下倾角,基站天线在各个方向上具有不同的天线增益,使用传统的二维信道建模无法准确地反映基站天线的影响。因此,本文结合实际基站的天线方向图,采用三维信道建模方法进行了高铁环境下的动态信道建模。2.基于全新的数据处理算法的大尺度信道建模在信道测量过程中,列车在高速行驶过程中位置变化快,使用扫频仪记录的经纬度估计列车所处位置存在误差。为了保证大尺度信道建模的准确性,本文提出了一种基于多普勒频移和时延来估计列车在行驶过程中距离参数的方法。此外,本文还提出了一种新的过滤算法(Median Average Filtering,MAF)以消除在大尺度信道建模中多径效应的影响,并使用柯尔莫哥罗夫-斯米尔诺夫检验与传统的局部平均算法进行对比和分析。对比结果表明MAF算法具有更高的通过率和更小的均方根误差。3.基于多RRU级联组网的多径信道建模相比于确定性模型和经验性模型,半确定性模型能够在保证建模可靠性的同时降低建模的复杂度。本文基于几何分布的半确定性模型进行高铁环境下的多径信道建模。与传统通信系统不同,在LTE-R通信系统下,列车能同时与同一小区下多个射频拉远单元(Radio Remote Unit,RRU)进行通信,这意味着在该场景下高铁无线信道存在多条相互影响的直射簇。为了进一步研究直射簇的影响以及降低建模复杂度,本文先后提出了纯直射簇模型(Pure LOS Model,PLM)和散射簇模型(LOS and Scattering Clusters Model,LSCM),并进行了信道模拟验证测试。测试结果表明LSCM模型更能反映高铁环境的信道特性。最后,本文基于建立的多径信道模型实现了高铁环境下模拟外场测试平台,为后续高铁环境下移动通信系统性能研究提供实验平台。