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当前,能源成本的增加和移动通信使用的增长这两个无可争辩的趋势交集,迫切要求解决节能通信的发展问题。无线网络技术将在全球范围内降低能源消耗的“绿化”工作中发挥重要作用,同时对于5G网络以及未来网络的要求包括更高的频谱效率(Spectral Efficiency,SE)和能源效率(Energy Efficiency,EE)、更低的端到端延迟、更多的连接节点以及更高的容量。而全双工(Full-Duplex,FD)通信允许数据在同一频带中同时发送与接收,这使得系统的频谱效率翻倍成为可能,与其他无线通信技术类似,全双工通信存在着严重自干扰(Self Interference,SI)、低的频谱效率和低能量效率问题。时间反演(Time Reversal,TR)技术本质上是将每个多径视为虚拟天线,并充分利用多径可以有效地从环境中获取能量,在无线通信抗干扰、降低系统误码率以及提升系统EE等方面有巨大研究潜力。考虑将时间反演技术引入全双工通信中,本研究的主要工作内容为:第一,为了解决共享式全双工多天线系统中严重的自干扰问题,引入时间反演技术,提出一种基于时间反演的全双工自干扰消除方案。首先将原自干扰信道的估计转换为对等效自干扰信道的估计,以减少导频序列长度与信道矩阵估计维度;然后,时间反演作为接收端接收波束赋形,增强期望信号功率以及减少用户间干扰;最后,对系统性能进行理论分析。通过理论与仿真实验结果表明,与传统自干扰消除方案相比,所提方案有更佳的自干扰抑制效果,同时降低系统误码率,提高了系统的可达速率与频谱效率。第二,针对基于时间反演的全双工系统能量效率问题,通过联合优化对自干扰信道估计的导频发射功率、下行链路数据发射功率以及用户发射功率以最大化系统的能量效率。所优化问题为一个非凸的优化问题,为了有效求解该问题,采用双层优化方法将原问题分解为下层问题和上层问题进行分层求解,提出先利用一阶泰勒凸近似与Dinkelbach算法求解下层问题,通过迭代收敛求得下层问题的次优解,基于下层问题的次优解通过对原问题采用二分法查找解决上层问题。仿真结果表明,所提出的双层优化方法相比于其他算法有更高的系统能量效率。