无线通信网络设计中一个基本的假设是无线设备必须工作于双信道双工模式。换句话来说,就是在相同的频带无线设备在同一时间要么执行发送要么执行接收,不可能同时发送与接收数据。因此,目前的无线通信系统设备无一例外的采用时分或频分技术来实现上下行链路双向通信。这就要求将有限的无线资源用频分或时分的方式分成上下行链路以实现双向通信,单一的上行链路或下行链路无法实现全双工通信。在无线频谱资源日益紧张的今天,如何有效的利用有限的频谱资源是一个比较重要的问题。人们着力于研究各种节约无线资源或最大化利用无线资源的技术与算法,各种各样的无线通信系统应运而生。本论文提出的单信道全双工无线通信系统是一种全新的无线系统设计,可以缓解当今无线通信系统中存在的若干问题。单信道全双工无线通信是指无线节点可以在相同的频带同时发送与接收数据,不需要使用多个无线信道。因此从物理层来看,该技术可使节点有效的吞吐量加倍。此外,在相同的时间发送与接收允许无线节点在接收数据的同时交换控制信息,使实时反馈变得可能。但是作为一种新技术,要实现单信道全双工无线通信,面临着巨大的挑战。由于节点本身无线发送信号到达本节点接收天线的传输距离远小于来自远端期望接收信号的传输距离,造成自干扰信号的功率远大于期望信号的功率。从而自干扰信号将占据接收机信号处理链路中模数转换器(ADC)的大部分动态范围,导致很难从ADC的输出中获取有用信号。因此要实现单信道全双工无线系统,必须在模拟接收信号通过ADC采样之前抑制自干扰信号。在过去的三年里,许多研究者致力于该技术的研究,并初步搭建了单信道全双工通信系统的实验系统。本论文研究了消除强自干扰信号的各种模拟与数字自干扰消除技术。对怎样计算消除信号及在何时何地注入消除信号来消除自干扰进行了探讨,基于此对已有的自干扰消除技术进行了详细地分类。重点研究了自适应干扰消除技术和三种时域自适应算法,通过仿真验证了时域自适应算法用于消除强干扰信号的有效性。提出了基于自适应算法的联合信道估计数字自干扰消除方案,通过单信道全双工系统仿真模型的搭建,将消极消除,积极模拟消除和数字自适应消除相结合,验证了该设计可实现90dB的自干扰衰减量,从而证明了单信道全双工系统的可行性。最后,在考虑实际实现时可能存在的诸如系统不完善和硬件技术的限制(如相位噪声)等条件下,推导出数字自干扰消除后系统的信号与干扰加噪声比,为今后的单信道全双工与双信道双工系统性能的比较分析提供了基本的理论依据。