能量限制一直是无线网络长期运行的主要问题。在传统的应用上主要通过最小化网络设备的能量消耗的节能方法来解决该问题。这些技术虽然能够可以在有限的范围内延长网络设备以及网络系统的使用寿命，但没有从根本上解决能源受限网络设备的能源短缺问题；而且在实际的应用过程中，需要时常考虑设备能量供应的问题，在很大成度上就不可能达到网络性能的最大化。对于物联网和未来的5G通信来说，对能源供应的可靠需求比以往更加明显。能量收集，即通过对周围环境的能量进行收集应用，从而实现延长无线网络的使用寿命，在学术界和工业界已经引起了极大的关注。这种能量收集技术除了可以收集诸如太阳能、风能和振动等常规自然能量之外，还可以从射频信号中获取能量。
　　论文首先对能量收集、无线能量传输进行了概述，接下来对无线能量通信网络(WirelessPowerCommunicationNetwork,WPCN)和无线信能同传(SimultaneousWirelessInformationandPowerTransfer,SWIPT)各自的技术细节进行详细的综述。在考虑到Nakagami-m信道的通用性基础上，本文做了四个研究工作。首先，研究了无线信息和能量同传通信网络中继传输协议，应用ON-OFF模型，在合理分配网络中有限的带宽资源的情况下，对协作中继网络中能量受限用户的性能分析进行了研究；然后，对无线信息和能量的同传网络中继节点从周围环境的射频信号中收集能量，采用解码转发的传输策略进行无线信息传输的典型场景下，系统的中断概率进行了研究。其次，在前面工作的基础下，本文应用放大转发的传输策略对无线信息和能量传输两路中继网络的系统进行了研究。最后，应用能量传输的非线性特征，论文应用Nakagami-m信道研究了基于ON-OFF模型多用户无线能量传输-信息和能量同传网络(WirelessPowerTransfer-SimultaneousWirelessInformationandPowerTransfer,WPT-SWIPT)系统的系统性能，并从实验结果上验证了论文理论分析的正确性。主要工作和贡献如下：
　　?分析Nakagami-m衰落信道中能量收集中继辅助协作网络的中断性能，并利用能量缓冲状态的马尔可夫性质,推导出ON-OFF中继辅助协作协议的中断概率的显式闭式表达式。同时应用蒙特卡洛模拟证明了论文推导出来的中断概率表达式的正确性。实验结果表明系统的中断性能，在高信噪比的情况下，得到明显的改善；可工作的中继辅助节点越多，则系统性能改善越明显。
　　?分析研究了无线信息和能量同传网络基于解码转发(DecodeForward,DF)中继方案两路中继协作组中断概率，并推导出了相应场景下系统的中断概率的闭式表达式。实验结果表明论文针对无线信息和能量同传两路中继SWIPT系统的中断概率的分析和闭式表达式的正确性，实验结果也反应出在不同的能量分割比例、中继节点在源节点和目的节点之间的位置以及中继节点从周围环境中采集的能量容量大小等对中断概率的影响。从实验结果给出的系统运行时间比较得出，论文的研究结果对后续的实际工程部署有很好的指导意义。
　　?论文在前面的工作的基础上应用放大转发(AmplifyForward,AF)中继方案对无线信息和能量同传网络两路中继协作组中断概率进行了研究，推导出了相对应的系统中断概率闭式表达式。实验结果表明论文推导出的系统的中断概率的正确性，同时实验从能量分割比例、中继节点在源节点和目的节点之间的位置以及中继节点从周围环境中采集的能量容量大小等参数的变化对中断概率的影响进行了研究，得出了一些有意义的结果。
　　?分析研究能量收集非线性模型，在此基础上研究了基于ON-OFF模型多用户WPT-SWIPT通信系统的中断性能，推导出ON—OFF模型多用户WPT-SWIPT通信系统的中断概率和吞吐量的显示闭式表达式，并给出了系统的极限中断概率和吞吐量的表达式。实验结果表明本文的理论推导的正确性，并验证了系统在不同的参数情况下，对系统性能的影响。