同时同频全双工技术允许无线通信设备在相同频带中同时发送和接收信号,显著提高了无线通信系统的频谱效率,有效缓解了频谱资源匮乏的问题。因此,将全双工技术与无线通信系统相结合,是移动通信发展的新趋势。但是,全双工无线通信存在着自干扰,导致通信系统性能急剧下降,故需要对自干扰信号进行消除。本文面向全双工中继应用场景,在研究现有传播域和数字域自干扰消除技术的基础上,提出了数字域辅助射频域的跨域自干扰消除算法,并完成了同时同频全双工中继系统的硬件实现。主要工作内容包括:一、算法设计与仿真。首先,设计了物理层的传输帧结构和基带处理算法,提出了一种直接下采样同步算法来代替传统采样同步算法,降低了硬件实现的复杂度,利用Matlab仿真了整个基带系统,仿真得到的误码率满足设计需求。接着,设计了基于自干扰信道估计的数字域消除算法,该算法的原理是利用在接收帧同步后提取到的发射导频信息估计出自干扰信道,通过已知的发射信号重建自干扰信号,在接收信号中减去重建信号以实现数字域的自干扰消除,仿真验证了存在30d B的自干扰时仅造成1d B的误码率损失。最后,在射频域自干扰消除方面,设计了数字域相关器来支持射频域重建辅助通道,利用辅助通道的反相自干扰信号与接收信号相加以实现射频域自干扰消除。在传播域自干扰抑制方面,设计了定向天线并通过高频结构仿真器（High Frequency Structural Simulator,HFSS）进行仿真验证。二、工程实现。基于ZC706和AD9361搭建了同时同频全双工中继通信系统,利用Vivado对通信系统进行仿真,验证了FPGA实现的正确性。为了消除全双工中继系统中的自干扰信号,搭建了射频域自干扰消除电路,实现了射频域自干扰消除,设计与制作了满足系统频率要求的Vivaldi定向天线,实现了传播域自干扰抑制。三、测试与验证。在室外测试了中继系统在连续帧和突发帧情况下的无线传输性能,验证了同时同频全双工中继系统的稳定性。通过实际测试得到了传播域自干扰抑制性能为44d B,射频域自干扰消除性能为28d B,并考虑了数字域的自干扰消除后,系统自干扰抑制性能总计可达102d B。