同时同频全双工电磁波设备,同时在相同的频率资源上发射、接收电磁波信号。相比半双工仅在相互正交的维度接收和发射电磁波信号,同时同频全双工电磁波设备在相互重叠的维度上接收和发射电磁波信号,理论上频谱效率可以提升一倍。同时同频全双工电磁波设备,自己的发射信号和接收信号处在同样的时间、同样的频率上,发射信号会对接收信号造成强自干扰。因此,实现同时同频全双工电磁波设备的先决条件是抑制该强自干扰。自干扰抑制主要包括空域、射频域和数字域自干扰抑制。空域自干扰抑制依靠天线资源,利用天线的位置隔离、极化和方向性等基本特征,使用波束成形等方法,降低进入接收机通道的自干扰信号功率。本文研究空域自干扰抑制,包括四个方面:第一,给出本地收发天线分离场景下的辅助接收天线空域自干扰抑制方法。本地收发信机使用一根发射天线、一根主接收天线和一根辅助接收天线,服务单个远端收发信机。推导出辅助接收天线的最优加权系数,给出自干扰抑制度和自干扰抑制后的信干噪比。与通过射频直接耦合引入参考自干扰信号相比,辅助接收天线自干扰抑制会改变期望信号的接收功率。分析和仿真结果表明,期望信道相关系数显著影响辅助接收天线自干扰抑制后的信干噪比:以最优加权系数等于1为例,当期望信道相关系数为1时,自干扰抑制后的信干噪比约是射频直接耦合的四倍;当期望信道相关系数为-1时,自干扰抑制后的信干噪比约为零。第二,给出最大化本地接收机信干噪比的多发多收波束成形自干扰抑制算法。本地收发信机使用多根发射和多根接收天线,服务单个远端收发信机,给出最大化本地接收机信干噪比的算法。该算法包括两个步骤:以本地接收机信噪比最大化为准则,求解出本地接收机波束成形向量的闭合表达式;以自干扰最小化为准则,给出本地发射机波束成形向量的梯度下降求解算法。仿真结果表明,所提算法在本地发射机信噪比为30.0dB和60.0dB时,三发三收天线配置下的自干扰抑制分别为65.5dB和89.8dB;与奇异值分解技术相比,分别有25.5dB和19.8dB的性能改善。第三,给出远场期望信号发射下的近场空域自干扰抑制算法。本地收发信机使用多根发射天线和一根接收天线,服务多个远端收发信机,在给定远场期望信号的发射增益下,最小化近场自干扰,给出了最小二乘和1范数松弛线性规划两种求解方法。仿真结果表明,当本地接收天线的方向与远端收发信机的方向不同时,远端收发信机对期望信号的接收基本上不影响自干扰抑制;当本地接收天线的方向与远端收发信机的方向相同时,远端收发信机对期望信号的接收会显著降低自干扰抑制性能。该结果说明,当本地接收天线和远端收发信机方向相同时,自干扰抑制与远端收发信机对期望信号的接收之间存在明显的折中。第四,给出近场空域自干扰抑制下的远场组播波束成形算法。本地收发信机使用多根发射天线和一根接收天线,服务多个组播组,每个组播组包含多个远场收发信机。在特定自干扰抑制约束下,建立最大化最小的远场收发信机接收信干噪比的优化问题。使用正半定松弛,将该非凸NP-hard问题转化为凸优化,通过现代内点方法求解;使用高斯随机化、线性规划功率调整和外部循环搜索,恢复波束成形向量。仿真结果表明,即使近场的本地接收天线和某个远场组播组方向相同,在保证组播信号发射的情况下,能够有效的抑制自干扰。本文研究了同时同频全双工空域自干扰抑制中的辅助接收天线自干扰抑制、多发多收自干扰抑制算法、自干扰抑制与远端收发信机波束成形联合优化算法,研究结果可应用于同时同频全双工无线通信中以提高电磁频谱利用效率。