GSM-R是ETS I欧洲电信标准协会在第二代数字移动通信GSM标准的基础上，经过十多年的制定、测试和认定推出的一个针对铁路的专用数字移动通信标准，其在欧洲已投入使用。GSM-R系统是为高达500km/h的速度设计的，适合于高速铁路发展的需要，满足了新一代铁路综合数字移动通信网络的需求。首先，电波传播预测在铁路专用通信网络中扮演着极其重要的角色，准确的传播预测对于GSM-R的建立有着重要的意义。在铁路专用通信网络中使用的预测统计模型最著名的是Okumura(奥村)模型，它是Okumura以其在日本的大量测试数据为基础统计出的以曲线图表示的传播模型。在Okumura模型的基础上，各国的研究人员又给出了便于计算机计算的各种解析经验公式。但研究和实践表明这些经验公式计算繁琐并且与实际环境之间存在着或大或小的误差。本文详细介绍了在铁路通信中得到广泛使用的几种模型。然后，结合传播模型校正的一般理论，利用宏蜂窝模型预测软件获得实测数据，在此基础上对模型进行修正，最终给出适合GSM-R通信系统的传播模型参数。其次，结合铁路无线电波的传播特性，论文对高速运动环境中的移动通信多径信道的电波传播特性进行研究，将随机过程理论、速度参数、地形因素与无线通信原理结合对电波的多径径数分布、多径传播路程差和时延分布、多径传播反射散射次数分布进行了分析、仿真和讨论。最后，通过综合分析高速铁路的客观环境和机车台高速移动的特点，结合本文中推导得出的参数，针对原有公网中无线信道模型的不足，对既有clarke模型加以改进，建立适合于高速运动环境的移动通信多径信道模型，并利用Matlab软件进行仿真，验证改进模型的信道性能以及其实用性。本文针对性对不同地形环境下铁路沿线900MHz电波传播特性的进行研究，将为GSM-R网络规划和弱场区处理提供准确的依据，有助于提高设计质量、缩短设计周期、积累设计经验，推动铁路通信专业设计能力的发展。