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数据传输的速率和安全需求不断增长，驱动无线通信网络的频谱效率不断提高，保密性不断增强。同时同频全双工技术能够实现在同一频率上的同时接收和发送信号，是满足这些需求的关键技术之一。
在全双工网络中进行协作通信，无需使用额外的时频资源即可完成协作，同时增加窃听难度。因此相比半双工网络的协作通信，全双工网络的协作通信可提升网络的频谱效率和安全性。本文聚焦于公用网络和保密网络中的全双工协作通信方式与相关信道资源，具体贡献包括：
第一，针对有两个全双工发射端的多接入信道，本文提出了一种基于放大转发的协作传输方案。在非理想自干扰消除能力条件下，本文分析了干扰与噪声的积累效应，在此基础上，设计了一个二阶段迭代算法用于求解非凸优化问题，从而得到了当接收端分别采用前向和后向两种解码方式时所提出协作方案的可达速率范围。仿真结果表明，当残余自干扰信道增益较小时，所提协作传输方案的最大和速率，比传统多接入信道高出0.54bits/s/Hz。在两发射端间信道增益较大或者残余自干扰信道增益较小时，在接收端采用后向解码速率优于前向解码。
第二，同样针对有两个全双工发射端的多接入信道，本文提出了基于解码转发的三时段协作传输方案(Three-Phase Cooperative Multiple Access, 3P-CMA)。在存在残余自干扰条件下，本文设计了优化3P-CMA方案中功率分配的算法以实现最大的系统吞吐量。通过简化3P-CMA方案得到单一时段协作多接入方案(One-Phase Cooperative Multiple Access, 1P-CMA)，论文给出了1P-CMA方案优化的功率分配方式的半闭式解。理论与仿真结果表明，1P-CMA方案对应功率分配算法的计算时间远低于3P-CMA方案和时分双工协作方案。并且在所有情况下，3P-CMA方案比1P-CMA和时分双工协作方案具有更大的可达速率范围。
第三，论文研究了瑞利块衰落多天线输入多天线输出双向窃听信道的安全自由度，其中两个全双工节点互相通信的同时遭到一个Ne天线窃听端的窃听。在相干时间间隔T内信道状态保持不变，并且在相干间隔开始时所有节点均未知信道状态。通过分析使安全自由度最大时最优的信号波形特征和功率分布，本文推导了Ne较小且T较大时双向窃听信道的安全自由度上限，并提出了一种模值固定信号的传输方案来证明此上界可达。此外对于任意Ne和T的情况，本文提出并求解了一个可达安全自由度的优化问题。分析结果表明，在一定条件下最优安全自由度与相干时间无关，为两合法节点发射天线数的乘积。结果还表明，此模型中安全自由度有两个来源：当窃听端天线数较小时，安全自由度源自窃听端没有足够的天线数量；其次当窃听端天线数较大时，安全自由度来源自窃听端估计信道需要更多时间。
在全双工网络中进行协作通信，无需使用额外的时频资源即可完成协作，同时增加窃听难度。因此相比半双工网络的协作通信，全双工网络的协作通信可提升网络的频谱效率和安全性。本文聚焦于公用网络和保密网络中的全双工协作通信方式与相关信道资源，具体贡献包括：
第一，针对有两个全双工发射端的多接入信道，本文提出了一种基于放大转发的协作传输方案。在非理想自干扰消除能力条件下，本文分析了干扰与噪声的积累效应，在此基础上，设计了一个二阶段迭代算法用于求解非凸优化问题，从而得到了当接收端分别采用前向和后向两种解码方式时所提出协作方案的可达速率范围。仿真结果表明，当残余自干扰信道增益较小时，所提协作传输方案的最大和速率，比传统多接入信道高出0.54bits/s/Hz。在两发射端间信道增益较大或者残余自干扰信道增益较小时，在接收端采用后向解码速率优于前向解码。
第二，同样针对有两个全双工发射端的多接入信道，本文提出了基于解码转发的三时段协作传输方案(Three-Phase Cooperative Multiple Access, 3P-CMA)。在存在残余自干扰条件下，本文设计了优化3P-CMA方案中功率分配的算法以实现最大的系统吞吐量。通过简化3P-CMA方案得到单一时段协作多接入方案(One-Phase Cooperative Multiple Access, 1P-CMA)，论文给出了1P-CMA方案优化的功率分配方式的半闭式解。理论与仿真结果表明，1P-CMA方案对应功率分配算法的计算时间远低于3P-CMA方案和时分双工协作方案。并且在所有情况下，3P-CMA方案比1P-CMA和时分双工协作方案具有更大的可达速率范围。
第三，论文研究了瑞利块衰落多天线输入多天线输出双向窃听信道的安全自由度，其中两个全双工节点互相通信的同时遭到一个Ne天线窃听端的窃听。在相干时间间隔T内信道状态保持不变，并且在相干间隔开始时所有节点均未知信道状态。通过分析使安全自由度最大时最优的信号波形特征和功率分布，本文推导了Ne较小且T较大时双向窃听信道的安全自由度上限，并提出了一种模值固定信号的传输方案来证明此上界可达。此外对于任意Ne和T的情况，本文提出并求解了一个可达安全自由度的优化问题。分析结果表明，在一定条件下最优安全自由度与相干时间无关，为两合法节点发射天线数的乘积。结果还表明，此模型中安全自由度有两个来源：当窃听端天线数较小时，安全自由度源自窃听端没有足够的天线数量；其次当窃听端天线数较大时，安全自由度来源自窃听端估计信道需要更多时间。