随着社会经济的发展和无线电技术的进步,各式各样、各种用途的无线电设备大量涌现,各行各业对无线电设备的需求越来越多,频谱资源的紧缺将成为限制无线通信应用和持续发展的瓶颈。因此,如何高效的利用频谱资源成为解决频谱资源短缺的一条途径。本文我们提出利用单频全双工通信和智能天线技术提高频谱的利用率。理论上,单频全双工通信可以提高一倍的频谱利用率。时分双工和频分双工是传统的通信方式。时分双工是半双工的通信模式;频分双工虽然是全双工通信的,但是却使用了两个不同的频段进行通信。本文提出了单频全双工系统,在这个系统中,节点可以在同一个频段同时收发信号。如何有效的消除本地的强自干扰信号是实现全双工通信的关键。我们描述了该系统中使用的自干扰消除机制——天线消除、模拟域消除和数字域消除。我们对该系统进行了仿真。通过仿真研究发现,模拟域自干扰消除的效果会对数字域自干扰消除的效果产生影响,它们之间是此消彼长的关系。如果模拟域消除效果变好,数字域消除的效果就会变差;如果模拟域消除的效果变差,数字域干扰消除的效果就会变好。当模拟域消除和数字域消除的效果达到某个临界点时,整个系统的自干扰消除的效果最佳。另一方面,如果使用智能天线技术,将空间划分成不同的区域,在同一频段传输不同方向的多个信号,这样可以使同一频段得到重复利用,也可以大大提高频谱的利用率。利用智能天线的这一特性,本文提出了一种多用户系统。在该系统中,发送端的多个用户使用不同方向的发射信号发送信息,接收端使用智能天线,利用到达角估计技术估计得到系统中的用户数以及每个用户信号的到达角,然后通过自适应波束成形技术将不同用户的信号恢复出来,从而实现多个用户同时通信。通过仿真研究,我们发现随着信噪比的增大,系统的性能越来越好。通过对三种到达角估计算法和三种自适应波束成形算法准则不同结合的仿真发现,当采用MUSIC到达角估计、最大信干比准则或最小均方误差准则时,系统的性能最佳。