2020年9月,我国提出“双碳”战略,大力发展可再生能源,加快降低碳排放步伐。第六代移动通信（6th Generation,6G）系统将构建“空天海地”一体化网络,其连接密度将扩展到每立方米数百个。为如此大规模通信设备供电,是6G面临的一个重大能源问题。通信网络中弥散着丰富的射频（Radio Frequency,RF）信号,利用能量采集技术,从RF信号中采集能量为海量通信设备供电,可以有效降低信息产业的碳排放。因此,本文围绕基于能量采集技术的无线通信网络,展开了深入的研究。首先,在能量站（Power Beacon,PB）辅助的无线供电通信网络（Wireless Powered Communication Network,WPCN）,针对支持有限块长的短包通信以及无限块长的长包通信两种场景,考虑能量采集电路服从线性和非线性两种能量采集模型,我们获得了短包通信的误块率和长包通信的误符号率的闭合表达式。进一步,我们分析了帧长、数据比特数、莱斯因子等参数对系统传输性能的影响。最终,Monte-Carlo仿真验证了理论推导的正确性。本项研究对于支持短包/长包通信的WPCN系统的分析与设计具有重要的指导意义。其次,我们讨论了全双工协作中继通信系统采用两种能量采集技术时的通信性能,即无线信息传输与能量转移（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT）和基于PB辅助的能量采集。考虑独立非同分布的Nakagami-m衰落信道,我们获得了系统中断概率与吞吐量的解析表达式,并探究了时隙切换因子、功率分配因子、数据速率等对系统性能的影响。最后,利用Monte-Carlo仿真结果验证了理论分析的正确性。本部分研究成果对联合考虑SWIPT和PB能量采集技术的通信系统的设计和分析,具有重要的指导意义。最后,针对基于SWIPT技术的多中继通信网络,我们设计了一种高效的中继传输方案。具体而言,以最优化能效为目标,根据信道估计结果选择直传或中继传输。若需要采用中继传输,则进一步利用max-max准则分别筛选出对应两跳链路的最佳传输中继节点。中继节点采用放大转发以及混合解码放大转发两种处理协议,研究结果都表明:所提方案在能量效率、中断概率、吞吐量等三个方面均优于现有传输方案。这部分成果为协作多中继网络传输方案的改进提供了有效的理论依据。