随着无线通信领域的快速发展,对于无线网络和设备的能耗要求也越来越高。一个完整的无线通信系统不仅仅需要提供可靠的通信,还要能够降低日常运行过程中的能耗。然而要想获得更高的数据速率,只能通过消耗更多的能量来实现。在5G通信中,当能效不变的前提下,100倍的数据速率将与100倍的能耗呈正相关。此外,这也可能产生环境问题,因为无线网络通常是由不可再生的绿色资源供电。当然陆地和水下环境中的各种限制也降低了无线通信系统的能源效率,从而导致能量消耗较大,因此需要通过有效的技术来进行能量效率提高。针对上述问题,本文采用减轻地面导频污染（PC）和水下硬件损伤高功率放大器（HPA）失真)的思路来提高无线通信系统在这两种介质中的能源效率,并具体提出了以下四种方法来解决这些问题。首先提出的用于地面大规模多输入多输出（m MIMO）蜂窝网络内的导频去污方案中,由于扇区划分小区的优点,小区覆盖被划分为对应于用户设备（UE）信干噪比（SINR）的中心和边缘区域。此外,通过利用智能天线技术进行更高级的扇区划分（HOS）将边缘区域进一步划分为N个对称扇区。该方案通过将具有最小小区间干扰（ICI）的导频序列分配给具有较差信道质量的UE,并且与其他当前技术相比显著提高了整体系统效率,有效地缓解了PC效应。在第二个地面m MIMO蜂窝网络导频去污方案中,提出了高效、专业和具有成本效益的导频分配技术,用以缓解PC的困境来提高系统的效率。该方案II包括两个阶段:在初始阶段期间,根据高干扰和低干扰将整个用户集分成两个不同的用户集合。在下一阶段,将正交导频分配给高干扰用户,并将基于此方法的图着色技术应用于低干扰用户,有效地减轻了误码率。在水下系统硬件损伤应对方案中,我们首先提出了一种基于群体智能的方法。将这个新的方法与部分传输序列（PTS）方法和机器学习方法相结合,可以创建一种更有用的方法。这种方法有效地降低了峰值平均功率比（PAPR）的非线性,这在正交频分复用（OFDM）和MIMO-OFDM水声系统中具有很高的价值。我们的方法比其他的PAPR最小化方法更有效地提高了水声通信系统中低功耗换能器的能效。在第二种针对水下系统硬件损伤的方案中,我们提出了一种混合PAPR降低技术,该技术结合了我们提出的优化重复频率域滤波和限幅（RFC）和压扩方法来提高水声系统中低功率换能器的能量效率。与当前方法相比较,具有更好的性能,同时通过实验说明了本文方法在两种介质中的能有效提升系统效率。