列车运动的高速性制约着高速铁路移动通信的发展。本文利用平流层通信平台来解决高铁移动通信中的小区快速切换问题,通过使用自适应阵列天线技术来实现对目标的跟踪,着重研究了存在相干信源时的目标识别及利用自适应算法来抑制干扰信号。主要工作包括以下几个方面:1.从高铁移动通信的重要性和需求出发,对其存在的问题以及当前的解决方法进行了研究,本文提出了利用平流层通信平台作为高铁移动通信中继的设想,利用阵列天线来跟踪快速运动的列车。2.为了选择合适的天线阵列类型,本文研究并比较了不同的阵列天线模型,并最终选择了均匀圆阵列作为平流层跟踪天线。为了对研究条件进行约束,本文还对信源信号进行了建模。对信号的相干和相关概念进行了阐述,为下文的抗相干研究打下基础。3.为了克服经典的DOA估计算法在抗相干方面的局限性,本文采用了具有抗相干特性的空间平滑算法。为解决空间平滑算法不适用圆阵的问题,本文提出了虚拟线阵的变换方法,最终实现了圆阵中相干信源DOA估计。4.为了对干扰信号进行有效地抑制并增强期望信号,本文研究了常用的波束形成算法和自适应波束形成算法;同时,本文采用变换域的方法以优化算法性能,不仅加快了算法的收敛速度,算法的抗相干性也得到了加强。在此基础上,本文提出了变步长的频域自适应算法,进一步提升了算法的性能。5.为了对高铁列车实现跟踪和对干扰实现抑制,本文对高铁列车在平流层通信平台的覆盖下的运动进行了建模分析。在此基础上研究了两种跟踪和抗干扰的方案,即基于DOA估计的跟踪抗干扰方案和基于参考信号的跟踪抗干扰方案,并对方案进行了仿真验证和优缺点比较。