组播传输可以提高内容中心网络的频谱资源效率且降低能耗,但是传统组播信道的容量只与信道增益最小的那条链路有关,使其传输速率受到很大的限制,而又由于内容中心网络的用户一般比较集中,因此可以考虑通过协作的方式来提高组播的传输速率。另一方面,可再生能源驱动的组播技术更加环保和便利,但由于能量到达的随机性和电池半双工等限制,需要一个能量控制方法来提高整个系统的吞吐率。针对上述两方面问题,本文分别进行了理论研究并找到了最优的解决方法。1)无线组播中的全双工协同通信理论研究。提出了面向组播的全双工接收端协作通信系统:发射端发送公共信息到两个接收端,每个接收端再将收到的信号放大转发给另一个接收端,同时,每个接收端也接收发射端和另一个接收端转发的信息。但是这种协作方式会产生累积自干扰和噪声,从而影响传输速率,因此,需要获得一个最优功率分配来达到本系统的最大传输速率。首先,本文证明了当发射端与两个接收端之间的两条链路的信道增益相同时,不协作是最优的。其次,证明了当发射端到两个接收端之间的两条链路的信道增益不相同时,单边协作是最优的(即,只有一个接收端协作另一个的接收端接受信息,另一个接收端只接收不协作),并提出了一个数值算法来获得单边协作下的最优功率分配。2)可再生能源驱动的组播传输理论研究。考虑了一个组播通信场景,其组播传输的发射端由能量收集器供能。由于电池的半双工限制,本文采取了“存储-然后-发送”的方式:发射端先通过能量收集器收集环境中的能量并存储到电池中,到合适的时候停止能量收集,然后将收集到的能量用于组播传输。虽然能量收集时间越长,可以收集的能量越多,但同时也可能降低吞吐率,因此需要一个最优的停止规则来决定能量收集的停止时间,从而使得平均吞吐率最大。首先,本文证明了在高斯信道条件下,上述最优停止规则在马尔可夫能量到达过程情况下是存在的,且这个最优停止规则拥有“基于阈值”的结构。其次,对于独立同分布能量到达过程,本文证明了其阈值是一个常数,并设计一个数值算法来计算这个阈值。最后,本文将上述结果推广到衰落信道下,获得了对应的最优停止规则。本文研究的面向组播的全双工协作和能量收集通信,可运用于内容中心无线网络,数字广播,无线传感器网络等领域,同时更加低碳环保,节约资源。