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在高速铁路TD-LTE系统中，针对移动终端在通信时，掉话频繁，通信服务质量差等问题，本文以LTE系统空口协议、E-UTRAN移动性管理、传统小区间切换算法作为理论基础，着重研究了TD-LTE系统内的切换问题。切换算法的性能好坏在很大程度上决定了用户在穿越小区时的移动通信性能。 本文首先深入研究了TD-LTE系统的网络架构，接入网部分空口协议以及E-UTRAN中移动性管理的流程，对LTE系统的切换信令流程做出了深入分析。根据高速铁路通信系统的固有特点:网络拓扑结构为线性、移动终端运行轨迹已知、根据移动台UE运动方向可以预判出切换的目标小区等，提出了三种TD-LTE系统中的优化切换算法。 1.基于不同终端速度的参数优化切换算法; 2.基于终端已知信息的切换算法; 3.TD-LTE系统中改进型软切换算法。 其中第一种和第三种是基于传统A3事件触发切换的算法优化改进而来，第二种则是根据铁路通信系统的特点而来，需要知道终端的运行速度、方向、地理位置信息等。第一种切换算法经过理论分析以及工程仿真的结果表明，综合考虑乒乓效应PPHO以及无线链路失败率RLF对系统性能的影响，在合适的参数组合（切换门限、TTT时延触发计数器）下，系统性能能达到非常理想的效果。第二种切换算法基于终端已知信息，该算法的出发点是尽量减少系统在周期性测量，切换判决方面的信令开销，降低时延，实现高可靠性的快速切换。基于这些已知信息做出切换判决时，主要通过判断移动台UE是否到达固定的位置参考点。第三种改进型软切换算法是借鉴TD-SCDMA中的切换思想，将该思想应用于TD-LTE高速铁路通信这一特定系统中作理论探讨。改进型软切换的算法的信令复杂度较高，但是其无线链路的成功率相比较于前两种，会有明显的提升。