本文档属于类型b：一篇关于同频全双工（In-Band Full-Duplex, IBFD）技术的系统性综述论文。以下是详细报告：
作者与发表信息
本文由MIT林肯实验室的Kenneth E. Kolodziej（IEEE会员）、Bradley T. Perry（IEEE会员）和Jeffrey S. Herd（IEEE会士）合作完成，发表于2019年7月的《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》第67卷第7期。论文标题为《In-Band Full-Duplex Technology: Techniques and Systems Survey》，全面梳理了IBFD技术的自干扰消除（Self-Interference Cancellation, SIC）方法及实际系统性能。
论文主题与背景
IBFD技术允许设备在同一频段同时收发信号，从而提升频谱利用率，尤其适用于5G新空口（NR）等高频谱拥挤场景。然而，其核心挑战在于如何抑制强自干扰信号（通常需超过100 dB的隔离度）。本文旨在提供迄今为止最全面的SIC技术分类，并分析50余个实际系统的性能数据，提出新的评价指标以推动未来研究。
主要观点与论据
IBFD技术的多域协同自干扰消除框架
- 传播域（Propagation Domain）技术：通过天线设计与布局降低直接路径耦合。例如：
- *被动方法*：物理隔离（如增加天线间距）、空间波束分离、反相控制（Antiphase Control）和交叉极化（Cross-Polarization）。
- *主动方法*：可调耦合网络（Tunable Coupling Networks）和发射波束成形（Transmit Beamforming）。
- *天线接口*：平衡双工器（Balanced Duplexers）和环形器（Circulators），其中非磁性环形器（Nonmagnetic Circulators）因可集成性成为研究热点。
- 模拟域（Analog Domain）技术：在射频（RF）、中频（IF）或基带（BB）进行信号抵消，分为时域（如多抽头延迟线）、频域（可调带通滤波器）和数字辅助（需额外发射通道）三类。
- 数字域（Digital Domain）技术：基于信道建模（如线性FIR滤波器、非线性Hammerstein模型）和接收波束成形（Receive Beamforming），可进一步抑制残余干扰。
实际系统性能调研与评价指标
- 作者分析了56个IBFD系统的82组实测数据（2011–2018年），覆盖频率（ GHz）、带宽（<100 MHz）和发射功率（≤30 dBm）。结果显示：
- 三域协同（传播+模拟+数字）的系统性能最优，最高隔离度达115.3 dB（2017年）。
- 数字域技术的引入显著提升灵活性，但需权衡处理复杂度与功耗。
- 提出新评价指标（Figure of Merit, FOM）：
[ \text{FOM} = \text{ISO}{\text{线性}} \cdot \text{IBW} \cdot P{\text{TX}} / \text{RSD} ] 其中ISO为隔离度，IBW为瞬时带宽，PTX为发射功率，RSD为接收机灵敏度劣化。最高FOM达155.6 dBm-MHz（20 MHz带宽，29 dBm发射功率）。
技术挑战与未来方向
- 环境动态性：多径反射（Multipath Reflections）需实时自适应抵消，但现有系统多限于静态场景测试。
- 硬件限制：高功率（>30 dBm）和宽带（≥100 MHz）系统的线性度与能效问题尚未解决，尤其是功率放大器（PA）的非线性失真。
- 标准化路径：需缩小原型体积、降低功耗，并验证复杂网络环境（如密集接入节点）下的鲁棒性。
论文价值与意义
1. 学术价值：首次系统化梳理了25种SIC技术，构建了多域协同的理论框架，为后续研究提供方法论基础。
2. 工程指导：通过实测数据揭示了技术瓶颈（如带宽-功率权衡），提出的FOM指标可量化系统优化方向。
3. 产业影响：为5G NR的灵活双工（Flexible Duplexing）和军事电子战（如实时频谱感知）提供了关键技术参考。
亮点总结
- 全面性：涵盖天线设计、电路架构和信号处理的完整技术链。
- 数据驱动：首次大规模对比实测系统性能，弥补了仿真与实际的鸿沟。
- 前瞻性：指出高频（3.5 GHz）和高功率场景的研究空白，推动IBFD向标准化迈进。
其他有价值内容
- 附录中引用了超过150篇文献，优先选择含实测结果的论文，便于读者深入实践细节。
- 特别讨论了军事应用（如干扰机系统）中IBFD的独特优势，扩展了技术的应用维度。