近年来,随着无线携能通信和中继技术的不断发展,信息和能量联合协作中继传输技术以其可以扩展通信网络的覆盖范围、增强传输可靠性、提高能量效率等优点受到了广泛关注。然而在协作中继传输中,能量传输损耗严重,且由于能量传输需要占用时频资源,导致传输频谱效率降低,因此需要对协作中继传输策略进行联合设计,提升能量获取效率和频谱效率。针对上述问题,本文研究了面向协作中继的信息和能量联合传输的资源分配问题和频谱共享机制,主要研究内容包括:(1)研究了基于无源中继的信息和能量联合传输的资源分配问题。提出了一种最大化收集能量的子载波分配和功率分配的联合优化算法。由于原始问题是一个整型非凸问题,通过对偶分解法对原始问题进行解耦,能够实现最优的系统性能。仿真验证表明,所提算法相比于传统算法,性能提升明显。(2)研究了基于认知中继的信息和能量联合传输的频谱共享问题。提出了一种自适应的频谱共享机制,即认知中继以一定的规则自适应地选择对主系统进行仅能量协作或者信息和能量协作从而实现主系统吞吐量与次系统吞吐量的折中。分析了该机制下系统中各条链路的吞吐量的闭式解,并通过优化自适应因子、时间分配系数使得在满足主系统性能限制的条件下最大化次系统吞吐量。仿真验证表明,所提频谱共享机制相比于其他非自适应机制,性能有显著提升。(3)研究了基于认知中继环境反向散射辅助的信息和能量联合传输的频谱共享问题。环境反向散射技术使得通信节点通过修改和反射周围环境中的射频信号来调制和传输信息,可以同时提高能效和频谱效率,因此提出了一种频谱共享机制,其中次用户不仅协助主系统进行信息和能量传输,同时次用户在能量传输阶段利用环境散射技术调制周围的能量信号来实现自身的信息传输。分析了该机制下主、次系统吞吐量的闭式解,并通过优化时间分配系数使得在满足主系统性能限制的条件下最大化整个系统吞吐量。仿真验证表明,所提频谱共享机制相比于非协作模式,系统性能成倍提升。