当前移动通信系统以及无线局域网中所采用的双工技术主要为时分双工(TDD)和频分双工(FDD),在同一频率信道,通信双方不得同时发射和接收无线信号,降低了传输效率和频谱利用率。全双工技术运用自干扰抵消技术突破了这一瓶颈,使得同一频率信道中通信双方同时收发成为可能,实现频谱效率翻倍。双向中继技术以其提高中继系统传输效率和频谱利用率的特性与全双工技术相结合构成了一项具有诱人前景的新兴技术,放大前传全双工双向中继尤其以实现的简易性引起学术界关注。论文在较为严格的残余自干扰(RSI)信道模型假设下,围绕放大前传全双工双向中继系统展开研究,分析了全双工双向单中继系统的各项性能,并在次优中继选择策略下研究了全双工双向多中继系统的功率优化策略和混合双工策略,最后分析了残余自干扰对系统分集复用折中的影响,论文具体研究内容如下:(1)给出了瑞利衰落信道下放大前传全双工双向(TWFD)中继系统中断概率闭式表达式,利用矩生成函数(MGF)求解得到系统端到端信干噪比n阶矩,并利用Jensen不等式简化了系统遍历容量的求解过程,获得了系统遍历容量上界闭式表达式。仿真结果显示:1)在严格的自干扰信道模型假设下,由于残余自干扰信号的功率随节点发射功率增加而线性增大,当系统总信噪比增大到一定程度,放大前传全双工双向中继系统的中断概率、端到端信干噪比和遍历容量将难以继续改善。2)自干扰信号功率趋于零时,TWFD中继系统的遍历容量将无限接近于半双工双向(TWHD)中继系统的2倍。(2)鉴于尚未有文献在Nakagami-m衰落信道下对TWFD多中继系统做过研究,而Nakagami-m分布作为一种广义的分布模型,可用于描述瑞利衰落、莱斯衰落等多种衰落环境。论文在Nakagami-m衰落信道下研究对比了TWFD多中继系统与TWHD多中继系统的性能。经过分析,论文指出在高信噪比条件下,若信道参数、中继数目和目标传输速率已定,要继续改善系统性能只有通过功率优化或提高全双工自干扰抵消能力,且功率优化只能起到有限作用,最终制约放大前传全双工双向中继系统性能的因素还是自干扰抵消能力。鉴于此,论文提出了功率优化策略与中继选择策略结合下的混合双工式中继系统,实验结果表明,混合双工式中继系统结合了两类系统的优点,表现出了优异性能。(3)鉴于自干扰对全双工系统存在极大影响,论文针对性地研究了放大前传全双工双向多中继系统中残余自干扰对系统分集复用折中(DMT)的影响,根据研究结果,论文开创性地定义了RSI系数和RSI幂数,并指出当且仅当自干扰被完全抵消或RSI幂数与系统复用增益之和小于1时,系统存在分集增益。