随着第五代移动通信技术研究的飞速发展,对海量数据传输速度的要求也越来越高,频谱资源短缺的问题也日益突出,高效、高速的数据传输技术则尤为重要。同时同频全双工通信技术能在同一时隙同一频段发送和接收信号,理论上其数据传输速率是现行时分双工和频分双工的两倍,而实现全双工通信的基础是有效的干扰消除技术。论文选题来源于国家自然科学基金项目“基于认知与极化信号处理的功放节能研究”(项目编号:61271177)和“基于相位噪声加性高斯化的全双工极化自干扰消除研究”(项目编号:61501050)。本论文以极化信息处理技术为基础,利用信号极化状态不受功率放大器非线性影响的特性,分别在单发射天线全双工通信系统和MIMO全双工通信系统中提出了两种对抗功放非线性的自干扰消除方法,基于此进而在多用户全双工系统中提出了一种用户间干扰消除方法,论文的具体研究内容如下:(1)对全双工通信以及极化信息处理的相关研究进行了综述和分析。首先对全双工通信技术进行了综述,对其主要研究内容作了概述,并重点分类梳理了全双工干扰消除技术的研究现状以及存在的问题。接着对极化信息处理技术研究现状做了总结和分析,在此基础上探讨了其在全双工通信中的应用前景。(2)在单发射天线全双工系统中,功放非线性失真导致自干扰消除性能下降,针对这一问题提出了基于极化失配的对抗功放非线性的自干扰消除方法。首先设计了射频端的自干扰消除,利用衰减器、功分器和移相器消除部分自干扰,并使得剩余自干扰的极化状态不会改变,其次在系统接收端采用双极化天线对信号进行极化信息处理,在基带处构建极化失配矩阵使其与自干扰的极化状态正交,利用自干扰的极化状态不受功放非线性影响的特性,消除由功放产生的非线性自干扰。理论分析和仿真验证了所提方法能有效地消除功放非线性引起的自干扰,提升系统的数据速率。(3)在MIMO全双工系统中,功放非线性对每一路射频发射信号都会引起非线性失真,多路非线性自干扰在接收端叠加会导致自干扰消除性能严重下降,针对这个问题提出了基于极化斜投影的对抗多路功放非线性自干扰的消除方法。本方法利用多路自干扰及期望信号的极化状态信息矩阵,构建斜投影算子,该算子能将全部的自干扰斜投影到算子的零空间上,同时将期望信号斜投影到其自身的值域空间上,从而可以在消除掉自干的扰同时保留期望信号。由于该消除方法只是利用信号的极化状态信息,可以避免对功放非线性的估计,从而消除了功放非线性的影响。理论推导了系统的信干噪比和数据速率上界。最后仿真结果表明该方法能有效地消除功放非线性引起的自干扰,在信干噪比和数据速率上相比已有的方法都有提升。(4)在多用户全双工系统中,上下行用户间的同频干扰信道信息很难获取,针对该问题提出了基于盲极化斜投影的用户间干扰消除方法。该方法不需要获取用户间干扰信道信息,只利用接收信号的协方差矩阵信息构建斜投影算子,同时提出一种子空间分解降噪方法获取接收信号的协方差矩阵信息。最后的仿真结果表明,所提方法能够有效地消除多用户间的干扰,提升系统的数据速率,并且在天线数目越多时,所提方法的系统性能也随之提升。