通过自干扰消除等技术,在同一频带内同时发送和接收信号能够有效地提升频谱效率,因而被认为是应对频谱资源日渐匮乏问题的潜在途径之一,近年来受到了广大研究人员的关注。然而,尽管自干扰消除技术发展快速,但目前仍然处于实验室阶段并且过于复杂,难以用于实际应用。主要原因是发送机的自身信号功率通常要比期望接收功率强几个数量级,对软硬件的要求过高。因此,有必要研究易部署且低成本、高可靠性的自干扰消除技术的替代方案来实现带内全双工。快速开关切换全双工(RODD)将全双工概念从物理层拓展到访问层,支持终端在一个时帧上同时发送和接收,利用自干扰避免简化设计,并且可以为网络带来新的吞吐量,是实现带内全双工的重要途径之一。RODD根据一个随机生成的开关掩模来在一个时帧内发送信号,并通过掩模中的“off”时隙来接收期望信号,因此用户可以在一个时帧上同时接收和发送,从而实现了帧级带内全双工。但由于用户物理层仍受限于半双工约束,因此被称作虚拟的带内全双工技术。基于此,本文从多个层面分析了 RODD及其相关技术在无线通信中的性能表现,其具体内容表现为:·介绍RODD相关概念并建立数学模型,考察RODD在自组织网络(ad hoc network)中吞吐量性能表现。通过将其接入模型视作带擦除的多接入信道,推导其理论可达速率。最后利用数值仿真验证了理论结果,并且RODD表现出优越于其他随机访问接入方案的吞吐量性能。·我们探讨了 RODD在网络层的时延性能表现。通过优势系统以及李雅普诺夫偏移定理分析了网络稳定性条件。数值仿真结果显示RODD的时延性能优于随机接入方案,但稍劣于能够自适应分配时间资源的TDMA。·我们考察占空比在新的能量模型下对网络能量效率的影响。鉴于RODD需要引入“off”时隙来接收信号,考虑到发送和接收链路的能量消耗不一致,我们建立新的能耗模型。同时“off”时隙的引入,使得占空比变得尤为重要。为了提高能量效率,我们在总功率约束下,以最大化网络各节点的和速率为目标函数,寻求最佳的占空比-发送功率对。结果显示,在点对点链路中,最优占空比的选择尤为重要;而在多用户上行链路场景下,TDMA方案的和速率则比叠加传输方案表现要好。研究结果显示,相较于随机接入方案,RODD的吞吐量、时延及稳定性等方面都表现优秀,但是为了提高频谱效率以及能量效率,应尽可能避免多个用户同时传输所带来的的干扰和擦除。为此,基于最小化各开关掩模的相关性,我们同样也给出了其设计框架。