同时同频全双工的发展历程

早在1997年，G. R. Kenworthy申请了美国专利“Self-Cancelling Full-Duplex RF Communication System”。专利中明确描述了一种全双工通信系统，该系统采用射频干扰抑制、数字干扰抑制两级进行自干扰消除，达到同时同频收发信号的效果。

近年来，斯坦福大学、莱斯大学、加州大学等国际知名院校均进行了同时同频全双工的理论探索以及工程实现，发表了多篇IEEE顶级会议及期刊论文，并制作出了相关的实验平台，得到了明确的实验数据(见下表)。 项目 加州大学 莱斯大学 斯坦福2012 斯坦福2013 电子科大2012 电子科大2013 1 天线配置 1T1R 1T1R 1T1R 1T1R 1T1R 2T2R 2 频率 2.4 GHz 2.4 GHz 2.4 GHz 2.4 GHz 1.6~4.0 GHz 2.5~2.7 GHz 3 信号带宽 30MHz 10 MHz 10 MHz 80 MHz 20 MHz 20 MHz 4 发射天线功率 10dBm 10 dBm 10 dBm 20 dBm 10 dBm 23 dBm 5 空域自干扰抵消能力 无 20dB 20 dB 15 dB 20 dB 45 dB 6 射频域自干扰抵消能力 47 dB 35 dB 45 dB 63 dB 55 dB 35 dB 7 数字域自干扰抵消能力 无 26 dB 30 dB 35 dB 31 dB 27 dB 8 总抵消能力 47 dB 55 dB 90~95 dB 105~110 dB 91 dB 107 dB 9 实验环境 微波暗室无多径 实验室

多径环境 实验室

多径环境 实验室

多径环境 实验室

多径环境 实验室

多径环境 10 实验设备 安捷伦仪器 Warplab 仪器与自制硬件混合 仪器与自制硬件混合 自制uSDR 自制uSDR 电子科技大学

2005年，电子科技大学唐友喜教授申请了国防专利“XXX通信系统中的一种XX接收方法”，2010年3月授权。该专利给出了在相同时间、相同频率上工作的两个设备进行自干扰抑制的一种方法。2010年以来，唐友喜团队针对同一载体中多个设备的同时同频工作方法、同时同频全双工自干扰消除方法等方面申请多个专利，并发表多篇IEEE顶级期刊、会议论文。

2013年1月18日，电子科技大学唐友喜教授团队完成了4G（第4代移动通信系统）中的同时同频全双工(CCFD)技术实验验证(实验视频请搜索“CCFD_电子科技大学唐友喜团队同时同频全双工演示视频_V.2.0”，具体实验数据见上表)，在相同的时间及频率资源条件下，使4G空中接口提高了一倍的频谱效率，业务速率从30Mbps提升到60Mbps，是国内第一个4G CCFD实验床测试场景。这标志着我国CCFD技术实现了从理论研究到工程实现验证的飞跃。

2013年12月，唐友喜教授团队进一步完成了两发两收LTE全双工实验验证，将自干扰总抑制能力提高至107dB。该实验验证完成了国内首个多天线LTE全双工实验平台，自干扰对消能力在国际处于领先地位。

北京大学

2006年，北京大学焦秉立教授申请了同时同频全双工的相关专利，从2006年至2013年，北京大学持续进行了同频同时全双工的研究，共申请相关专利10余项，并发表多篇IEEE顶级期刊和会议文章。

近年来，北京大学在同频同时全双工组网技术上进行了持续深入的研究，提出了蜂窝小区采用同频同时全双工的演进方案，即：基站发射天线采用中心式布局，而基站接收天线采用分布式。这样在干扰消除能力受限情况下仍可实现系统容量的大幅提升。在此基础之上，焦秉立教授团队实现了蜂窝小区同频同时全双工硬件演示系统原型机，迄今为止，已有包括华为、大唐、美国普林斯顿大学、台湾新竹交通大学等20余家公司和科研院所前来参观演示系统，并给予了高度的评价。

2013年6月，北京大学率先实现了同频同时双工单小区试验演示系统，该系统包括一个基站和两个移动终端：基站工作方式为同频同时全双工，其覆盖直径为100米，终端为TDD模式，其带宽效率为TDD系统的两倍。 同时同频全双工，将革命移动通信、卫星通信、数据链、军用电台、微波接力等等技术对应的设备，市场前景巨大，将是未来十年最核心的无线通信技术变革！

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