前言

第五代（5G）移动通信系统是面向2020年的新一代移动通信系统，它对频谱利用率和能效提出了较高要求，同时在无线覆盖性能、传输速率及时延、系统安全和用户体验等方面将有显著提升。5G将与垂直应用网络密切结合，构成新一代无所不在的移动信息网络，满足未来10年移动互联网流量增加1000倍的发展需求。5G的发展是全球移动通信领域新一轮技术竞争的开始，力争在未来技术与商业竞争中获得领先优势，已成为我国信息技术与产业发展的重要目标。

同频同时全双工（Co-frequency Co-time Full Duplex, CCFD）是一种能在相同频带和时间内，发射和接收电磁波信号的技术。由于CCFD技术能够显著提高通信系统频谱效率，它已经成为5G的关键技术之一，并得到国内外移动通信研究领域的广泛关注。同频同时全双工技术要解决的核心问题是自干扰抑制，这个问题关系到如何进行同频同时全双工组网，如何与MIMO结合共同发挥优势之关键，因此，这个新技术的实际应用还有待进一步研究。本书内容基于北京大学研究团队多年来在全双工技术领域的研究成果和工作积累，详细介绍了同频同时全双工技术的基本概念和自干扰抑制技术，以及系统组网和系统安全通信等设计方案。对信息科学领域技术人员，以及高等院校信息与通信工程专业的硕士和博士研究生在相关领域的研究具有重要参考价值。

本书第1章介绍同频同时全双工技术的提出背景和研究现状。第2章阐述同频同时全双工技术的基本概念，分析全双工系统的基本结构和几种典型全双工系统的容量。第3章在分析全双工通信自干扰问题的基础上，从全双工节点和全双工系统等层面，详细介绍各种自干扰消除技术。第4章介绍全双工系统中的一些关键技术，包括同频同时全双工与MIMO结合技术、上下行联合功率控制技术、对抗用户间干扰的多用户检测技术、TDD系统信道获取与功率控制技术、全双工系统的资源管理和频谱规划策略以及全双工蜂窝系统中继转发技术。第5章重点介绍全双工组网设计方案。第6章重点介绍全双工安全通信设计方案。这两章的内容都是基于北京大学研究团队的最新研究成果，其中第5章还介绍全双工蜂窝组网演示系统的设计和实现。本书最后一章探讨全双工D2D系统和全双工无线局域网等新应用场景，展望全双工技术在无线安全通信和认知无线电研究领域中的应用。

这里首先感谢未来移动通信论坛（FuTURE论坛）组织5G关键技术丛书的编写，让作者有机会总结在同频同时全双工技术领域的研究成果，同时感谢人民邮电出版社对本书出版的大力支持。

作者还要感谢近年来参与同频同时全双工技术研究并对本书内容做出贡献的多位博士研究生和硕士研究生，他们当中有些人已经毕业走上工作岗位，成为我国信息科学领域的新生力量。在此特别感谢北京大学李斗老师和史亚博、陈颖玚、田树一、张竟枢等同学为本书的整理及校对而付出的辛勤工作。

最后，感谢国家自然科学基金重点项目（编号：61531004）和港澳台科技合作专项项目（编号：2014DFT10290）对本书的资助。

作者

2017年4月于北京