认知无线技术作为解决频谱短缺的重要技术手段，已经广泛应用于现代通信的各个场景中，随着环保节能作为通信技术发展过程中一个重要的考核标准，如何在提升通信系统性能的同时提升系统能效是目前讨论的热点话题。本文将带有能量收集的多中继节点应用于传统的认知无线网络中，对优化次用户系统的吞吐量问题进行了相关研究，主要创新点和工作内容如下：
　　1、将带有能量收集技术的中继应用于认知无线网络中，并在考虑了主用户的干扰的情况下构建了认知无线中继网络的系统模型。基于该模型推导出了分别使用时隙转换中继协议以及功率分割中继协议的次用户系统吞吐量表达式。结合仿真分析详细探究这两种系统中各项参数对该模型中次用户网络吞吐量和中断概率的影响。仿真结果显示增加中继数目、提高主用户干扰门限均会提高系统的吞吐量和降低系统中断概率，而对于固定系统参数情况下，两种中继协议存在着最优的时隙转换系数和功率分割系数。
　　2、针对采用时隙转换中继协议的次用户系统，在多中继场景下考虑了能量约束以及主用户干扰门限约束的条件下，构造次用户系统平均吞吐量的优化问题。对于次用户系统平均吞吐量优化问题中多中继的发射功率和时隙转换系数相互耦合难以联合优化的情况，提出了一种基于对偶分解和梯度下降搜索的联合优化算法对该优化问题进行求解寻优，有效的解决了多中继发射功率和时隙转换系数的联合优化问题。通过该算法得到时隙转换系数和多中继发射功率的最优解表达式，仿真结果显示在同一主用户干扰门限的情况下，经过优化后的次用户系统平均吞吐量相较于固定时隙转换系数的情况下得到了明显的提升。
　　针对采用功率分割中继协议的次用户系统吞吐量的优化问题，在考虑主用户对次用户系统干扰的情况下，提出了一种基于黄金分割算法的一维搜索算法对时隙转换系数和功率分割系数进行搜索寻优，从而使得次用户系统吞吐量获得优化。仿真结果显示通过该算法优化后，，在当前系统其他参数固定的情况下，对于不同的主用户干扰门限的情况，优化后的次用户系统吞吐量总是优于固定时隙转换系数和功率分割系数的次用户系统吞吐量。
　　3、本文相较于传统的能量收集策略，在认知无线中继场景下，提出了一种带有能量收集发射源的能量收集策略，即在次用户发射源处引入能量收集装置，一方面中继收集来自发射源发射的射频能量，另一方面在中继二次转发时，发射源收集并存储来自中继的射频能量，以此提升次用户发射源的工作时长。根据所提出的带有能量收集发射源的收集策略，推导出了分别采用时隙转换中继协议和功率分割中继协议的次用户系统吞吐量的表达式。通过仿真与传统的能量收集策略进行对比，分析了在不同系统参数下采用两种中继协议的次用户系统吞吐量情况。结果显示本文所提出的带有能量收集发射源的收集方式相较于传统的收集方式为次用户系统的吞吐量带来了一定的增益，并且可以降低因为中继至次用户接收端的距离增加而对系统吞吐量造成的衰落。