铁路是国民经济大动脉、关键基础设施和重大民生工程,随着高速铁路的快速发展,铁路运输对铁路通信系统提出了更高的需求。作为铁路专用的通信系统,GSM-R由于使用频段特殊,除了系统自身的影响,还可能受到其它通信设备的干扰。本文着重研究利用自适应天线阵列技术实现GSM-R系统的干扰抑制,并在软件无线电平台上搭建自适应天线阵列系统进行验证。论文首先分析了GSM-R系统中常见的同频干扰和邻频干扰,介绍了多天线技术的分类、研究历史和现状。分析了使用软件无线电平台搭建自适应阵列天线平台的优势。文中阐述了自适应天线阵列的工作原理、基本结构、天线阵列模型以及信号模型,基于列车的运动轨迹特性,选择了均匀直线阵作为阵列模型。然后介绍了自适应天线阵列的波达方向估计(DOA)算法,主要介绍了常规波束形成算法、多重信号分类(MUSIC)算法,并通过仿真对比了不同DOA算法的性能。针对天线阵元数、快拍数和信噪比这三个方面对MUSIC算法进行仿真分析。推导了前向空间平滑技术与前/后向空间平滑技术以及使用窗口滑动和前/后向平均法的改进MUSIC算法,通过仿真验证了改进MUSIC算法能够分辨相干信号。接着详细介绍了波束形成的最佳接收准则:最大信干噪比(MAX-SINR)准则、最小均方误差(MMSE)准则、最小方差(MV)准则和最小二乘(LS)准则,并对四种准则做了比较分析。在介绍了波束形成的最佳接收准则基础上,重点介绍了线性约束最小方差(LCMV)算法、最小均方(LMS)算法和递归最小二乘(RLS)算法,并且对三种算法进行仿真分析比较。在不同快拍数和信噪比情况下对LCMV算法进行分析,同时通过仿真验证了改进MUSIC算法联合LCMV算法的性能。最后,对列车在基站覆盖下的运动进行建模分析,并在GNU Radio平台上封装算法模块、搭建联合使用MUSIC算法和LCMV算法的自适应天线系统,GNU Radio流程图运行结果显示,搭建的多系统能自适应跟踪列车方向并且有良好的抗干扰效果。