如今,物联网的迅猛发展导致了网络连接设备数目和能量消耗的急剧增加,如何设计高效节能的无线通信技术成为研究热点之一。而智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）的出现,为解决设备的能耗问题提供了新思路,可以智能地对无线传播环境进行修改,提高系统的信道增益,有效降低了系统的能耗,在无线通信系统中有广阔的应用潜力。在此背景下,本文深入研究IRS辅助无线通信系统的联合有源和无源波束成形技术,其主要工作及创新点如下:首先,考虑了IRS辅助有源用户的无线通信场景,包括多天线基站、多个IRS和有源用户,其中IRS用于将基站信号反射给有源用户以完成有效信息的传输。对此,提出了基于IRS选择和有无源混合波束成形的传输速率优化方案,以系统的信息传输速率最大化为优化目标,在基站发射功率受限的前提下,通过交替优化算法联合设计有源和无源波束成形,并选择合适的IRS提供虚拟辅助链路。仿真结果表明,所提方案在信息传输速率方面明显优于传统的轮询调度方案和无IRS辅助传输方案。其次,考虑了IRS辅助无源节点的携能通信场景,包括多天线基站、IRS和无源节点,其中IRS用于将基站信号反射给无源节点以完成能量和信息的同时传输。对此,提出了基于IRS有无源混合波束成形的发射功率优化方案,以系统的基站发射功率最小化为优化目标,在无源节点信息解码的信噪比和维持信息交互的能量采集受限的前提下,通过交替优化算法联合设计了有源和无源波束成形。仿真结果表明,随着IRS反射元件数目的增加,在保证通信服务质量的前提下,可显著降低基站的发射功率,同时优于随机相位调整方案。最后,考虑了IRS辅助无源节点的携能通信安全场景,包括多天线基站、IRS、无源节点和窃听节点,其中IRS用于将基站信号反射给无源节点以完成能量和保密信息的传输,并存在窃听节点攻击保密信息传输。对此,提出了基于IRS有无源混合波束成形的保密速率优化方案,以系统的保密速率最大化为优化目标,在窃听节点的最大窃听信息速率、维持信息交互的能量采集和基站发射功率受限的前提下,借助凸优化工具并采用交替优化算法联合设计有源和无源波束成形向量。仿真结果表明,所提优化方案与随机相位调整方案相比,显著提升了IRS辅助携能通信系统的保密速率。