随着社会经济与科技的发展，人们对能源的需求与消耗日益严峻。而在通信产业，随着从环境直接获取能量技术的不断发展和趋向成熟，如何高效地利用从环境中获取的有限的能量，逐渐引起了人们的普遍关注。　　为实现绿色通信，充分使用从环境中获取的能量则为重要途径之一。本文将在此背景下，研究具有能量获取能力的绿色通信系统的能量管理问题。通常情况下，该能量管理主要体现在两个方面：在有限能量条件下以性能提升为目的的优化（通常对通信设备，如发射机等）；以及在总能量需求一定条件下以传统能量消耗降低为目的的优化（通常对通信设施，如基站等）。对于本文考虑的绿色通信系统，其消耗的能量全部或大部分通过能量获取设备从环境中获得，并配备缓冲电池以提高系统的可靠性。此外，我们假设该系统具有一定的能量管理能力以及一定的数据计算能力。基于该模型，我们首先针对无线发射机在不同时隙内、不同用户间进行能量分配，使系统容量得到最大化，从而实现有限能量条件下的最优通信性能的实现；另一方面，我们针对无线通信设施，与智能电网技术相结合，通过对分布式能源的供给管理以及对无线通信设施能源需求的部分控制，在用户需求完全得到满足、用户隐私得到相应保护的基础上，实现对所获取绿色能源的最大化利用，减少传统电能的消耗以及降低用电成本，从而实现绿色通信。该两方面研究包含了基于能量获取的绿色通信能量管理的两个重要方面，即如何利用有限能量实现最优通信性能，以及在需求一定的条件下如何实现传统能量消耗的降低。　　针对第一方面，我们首先考虑了单用户的应用，即考虑了一个由发射机、能量获取设备以及缓冲电池组成的单用户无线发射系统。该系统除了受到能量可用性约束的限制，还受到了最大电池容量和最大发射功率的约束。在此模型基础上，本文分别考虑了理想环境估计条件下和随机条件下的能量优化问题，最大化信道容量。在环境参数可被理想估计的假设下，我们利用凸优化问题进行系统建模，通过分析K.K.T.条件寻找高效的能量规划算法，即动态注水算法。该算法为非因果算法。而在环境参数不可被理想估计的假设下，我们利用马尔科夫决策过程进行建模，通过证明相应价值函数的凸且非递减特性，使用近似的价值方程高效的求解连续的能量分配问题。该算法为因果算法，即优化时仅需要获知当前观测以及随机变量的概率分布。此外，我们将完美环境预测条件下的单用户应用拓展至多用户接入信道，利用迭代的动态注水算法高效地求解单用户条件下的联合最优解，并证明了所获得的能量分配策略即为多用户条件下的最优的能量分配。　　针对另一个方面，本文进而考虑利用基于能量获取的分布式能源为通信设施进行供电，即考虑了一个由多个通信设施、多个绿色分布式能源以及相应能量供给、需求管理系统构成的通信系统。我们假设该系统的能量主要由系统内绿色分布式能源所提供，传统电网亦可为该系统提供具有供电成本的补充能源，该系统的能量供给可被有效管理且通信设施的需求可被部分控制。在此基础上，我们利用了一个通用的具有分布式能源的微网结构建立了针对通信设施应用的能源管理模型，提出了微网结构下通信设施能源供应需求相结合的管理策略。在考虑电池充放电效率以及实时电价的基础上，本文首先基于对偶分解，提出了符合隐私保护要求的分布式综合供给、需求管理优化算法，从而在保证用户需求的前提下，通过最优的能量供应端、需求端的综合管理，最大限度降低能源消耗成本；进而，为了提高能量管理效率，本文提出了一个基于交替优化方法的分布式算法，根据隐私条件分解优化问题以及确定求解对象，获得了一个具有高收敛速率的次优能量管理算法。　　本文针对新近提出的具有能量获取能力的绿色通信系统，建立了通用的系统模型与能量管理模型。基于此模型，本文在不同假设条件下研究了最优或逼近最优能量管理方法，分析了算法效率，并理论证明且仿真验证了所提算法的最优性。通过高效地使用能量管理，绿色通信系统可以充分利用从环境中所获取的能量，有效平衡能量供给和需求之间的矛盾，使通信性能得以明显提升且能量消耗明显降低。