移动通信的快速发展给人们的生活方式带来了巨大变化,无线网络的密集组网也使得电磁环境愈加复杂多变。移动基站蜂窝式部署、小区之间频率复用、重叠覆盖,使得边境、口岸等重点区域的频谱监测、异常信号检测等第三方非合作接收,面临远近不同小区之间强弱、同频信号的相互干扰,导致监测接收作用距离有限,难以对远距离弱目标小区信号形成有效接收,亟需研究非合作信号接收距离增程技术。本文以广泛应用的LTE网络为场景,从空时域出发区分不同小区的信号来向,构建了远距离目标弱小区信号非合作接收的信号模型,利用阵列信号处理的DOA估计、波束形成技术,检测识别并提取出弱目标信号,为LTE信号非合作接收距离增程提供一种可行方案。论文主要围绕以下方面展开:1、建立远距离目标小区信号非合作接收模型,分析接收到的混合信号的空域、时域特征,提出一种强干扰抑制技术,包含小区信号检测与DOA估计、基于LCMV准则的波束形成两个部分。在小区信号检测与DOA估计部分,基于空时联合的思想,提出一种利用角度-功率分离的非等功率信号DOA估计方法,该方法先通过空域匹配滤波与小区搜索算法输出当前混合信号中功率最强的信号来向,实现空间角度上的分离;再通过多级阻塞算法抑制该来向的信号,使得功率较小的信号在下一次空域匹配滤波与小区搜索算法中暴露出来,实现功率上的分离。经过多次迭代,输出各路干扰和目标弱信号的DOA估计值。根据该估计值,基于LCMV准则求解波束形成的最佳权值,得到的单路输出信号可通过小区搜索算法实现与目标信号的同步。2、分析了多级JJM算法的干扰阻塞性能,求解了干扰阻塞的空域角度边界,当信号来向在边界以外,多级JJM算法会对信号产生增益;定义了功率可分离界的概念,用以衡量多级JJM在确定方向对信号功率的影响,为阻塞级数的选择提供定量参考。3、小区信号在实际环境中存在多径传输导致强干扰数目较多,角度分布密集,针对干扰阻塞算法在抑制干扰时存在孔径损失,可能对干扰附近弱信号造成损伤的问题,提出一种基于改进投影变换的DOA迭代估计算法,实现了对各路信号的DOA估计,并波束形成获得目标小区信号。4、在相对复杂的城市环境下基站数目较多,针对一维角度分辨力有限的问题,将前文所提算法推广至均匀平面阵列,实现了基于二维角度的小区信号检测与DOA估计,并波束形成提取出目标信号。5、使用信号发生器和均匀线性阵列、射频接收机、数据采集设备搭建了远距离目标小区信号非合作接收仿真场景,采集了经实际信道传输的混合信号,经本文所提算法处理后搜索到弱目标小区ID并实现同步,分析了本文所提算法可行性。