随着通信领域的蓬勃发展,无线通信已经成为最普及的通信方式,这导致了无线频谱资源日益短缺,因此,无线通信领域的研究热点之一就是如何提高无线频谱的利用率。作为当下研究背景下最有望提高频谱资源利用率的全双工技术却存在着严重问题,全双工中继自干扰问题就是其中最严峻的问题。本文为了解决该问题,保障全双工通信系统的可靠性,本文将研究设计一种数字域的自干扰消除方案。本文首先明确了通信系统模型,建立了全双工中继MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)无线携能通信系统模型。根据通信系统模型,分析了全双工中继自干扰的原理,从而研究了基于相位补偿以及截断傅里叶矩阵或截断哈达玛矩阵的数字自干扰消除算法,并用利用计算机仿真软件验证该算法对系统误码率等通信性能的增益。然后,本文研究并应用了 MIMO波束赋形矩阵技术,在源节点、中继节点、目标节点均设计了发射或接收波束赋形矩阵,并且与大部分波束赋形优化不同,本文将自干扰消除预编码矩阵与各个节点的波束赋形矩阵进行联合优化算法设计。接着本文建立了以通信系统信号最小均方误差(Minimum Mean Square Error)为优化标准的优化问题目标函数;本文系统为SWIPT(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer)系统,各个节点的发送或接收功率约束作为优化问题约束条件,从而建立了本文的数学模型。为了解决上面提出了初始优化问题,本文继续研究了凸优化算法,应用SCA算法以及蒙特卡洛迭代对问题求解。另外,为了降低求解复杂度,本文应用了一种基于信道对角化(channel parallelization)以及奇异值分解的低复杂度算法。最后本文使用计算机仿真软件对本文数学模型以及求解过程进行仿真,接着将计算机软件仿真程序的结果进行了分析,验证了本文联合优化算法对通信性能的有效提升。最后结合结果对本文各个技术的应用效果进行梳理与总结。