近年来,随着以4G为代表的信息与通信技术(ICT)在全球范围的正式商用,无线通信技术正在深刻影响和催化着信息产业的变革,为目前移动互联网的蓬勃发展奠定了坚实的技术基础。无线通信系统的新型空口技术和新型网络架构已成为目前通信领域的研究热点,然而频谱资源越来越短缺,无线通信系统的频谱效率亟待提高以支撑不断增长的数据传输容量需求。面向2020年及未来的第五代移动通信(5G)技术研究已成为全球信息产业的关注焦点。5G技术的创新研究主要在于无线传输技术和网络技术两方面。在无线传输技术领域,同频同时全双工(Co-frequency and Co-time Full Duplex,CCFD)技术被认为是一项能显著提高频谱利用率的技术,而5G应用场景中的用户体验速率达到1Gbps的目标及低时延高可靠中空口时延在1ms以内的要求等都可在引入全双工技术后得到性能方面的提升。无线通信业务量的爆炸式增长与当下频谱资源短缺之间的尖锐矛盾,驱动和促进着无线通信理论与技术的内在变革。因此,提升FDD(Frequency Division Duplex)和TDD(Time Division Duplex)的频谱效率,并消除其对频谱资源使用和管理方式的差异性,已成为未来移动通信技术革新的目标之一。基于自干扰抑制理论和技术的同频同时全双工技术成为达到这一目标的的潜在解决方案之一。从理论上讲,全双工技术在无线通信中可以提升一倍的频谱效率。因此,对全双工技术在无线通信系统的应用进行场景分析和性能评估显得尤为重要,并可为该技术在实际系统部署中的应用提供相应的理论支撑。本文的工作的创新点和贡献在于不仅建立了新型的全双工双向中继系统模型,还在于从理论上推导出中断概率,包括链路中断概率和系统中断概率的闭式表达式及系统容量的上限表达式,并对中继处于译码转发(Decode-andForward)模式下的功率分配进行了优化分析。在中断概率的研究方面,本文首先对链路中断概率进行了推导和分析,并得到闭式表达式。然后进一步扩展,考虑非对称速率场景下的系统中断概率,推导出闭式表达式。在仿真验证章节中,分别对链路中断概率和系统中断概率进行数值仿真和蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真,仿真结果显示数值分析结果和蒙特卡洛仿真结果吻合,验证了本文理论推导的正确性。在系统容量的分析方面,本文从理论推导中给出全双工双向中继系统数据传输容量的一个上界(Upper Bound)表达式,作为衡量此系统性能的标准。