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近年来，随着移动通信技术的不断发展以及人们对于通信网络的需求的日趋增长，单信道全双工（FD）中继技术正迎来崭新的发展机遇。FD中继技术能够提升系统容量，因此对FD中继技术的研究具有较高的理论和实践意义。本文主要研究单输入单输出（SISO）链路和多输入多输出（MIMO）链路FD中继系统的和速率性能以及FD传输策略。论文的主要工作包括：（1）概述了FD中继系统的研究现状、基本原理以及中继系统的一些关键技术，同时介绍了MIMO中继的预编码技术。（2）针对FD中继带来的自干扰问题，研究了FD中继的可行性，即研究是否存在一个特定的自干扰门限值，在这个门限值以下，FD中继性能一直优于半双工（HD）中继。同时研究一种适用于应急通信的两跳低空中继通信系统以代替直接传输链路。最后研究多个线性低空中继之间存在干扰的场景。（3）研究了两种SISO链路条件下优化处理FD中继和速率性能的方案。第一种方案通过联合设计放大转发（AF）协议下的FD中继发送矩阵和源端预编码矩阵，得到比HD中继系统更高的和速率。第二种方案中继通过使用接收滤波器实现匹配接收和发送，优化AF和解码转发（DF）协议下的端到端信号干扰噪声比（SINR），进而提高系统的和速率性能。（4）研究了MIMO链路条件下一种多用户MIMO FD中继系统的传输策略设计。为了提高上行链路的和速率性能，我们研究一种基于下行链路用户的选择方案。核心思想是关闭下行链路矩阵范数相对较小的用户的数据流，进而改善上行链路和速率性能。