近年来,无线能量传输技术受到无线通信领域的广泛关注。基于射频的无线能量收集与传输技术,已成为无线网络中能量受限终端获取能量的主要手段之一。此外,射频还能用来传递信息,因此,结合无线能量与信息传输的信号设计与处理技术成为无线通信领域的一个研究热点。混沌通信技术是一种采用非周期、伪随机、宽带的混沌信号为载波的通信技术。尤其是差分混沌调制技术,不仅结构简单,而且有良好的抗多径干扰能力,是低功耗的无线通信应用极具竞争力的技术。鉴于此背景,本文面向低功耗的无线应用,研究了大规模多输入单输出(MISO)系统和多载波差分混沌调制中的无线信息与能量协同传输(SWIPT)协议设计与性能分析。主要工作如下:(1)在介绍和总结无线能量传输(WET)、无线信息和能量协同传输(SWIPT)和无线充电通信网络(WPCN)等技术原理的基础上,本文研究了基于SWIPT协议的大规模MISO系统的上行吞吐率优化问题。首先建立了一个基于功率分配器的MISOSWIPT系统模型;考虑到移动端的服务质量,以及最大传输功率等约束条件,以上行吞吐率最大化为研究目标,提出了一种联合优化SWIPT协议中的功率分配系数以及能量传输时间的方案。为了解决该非凸优化问题,首先将该问题等价转换成凸优化问题,并利用拉格朗日乘子算法对该凸优化问题进行去约束化,然后利用基于梯度算法的迭代算法解决该优化问题。最后,通过仿真验证了本文所提联合优化方案的优越性。(2)结合差分混沌数字调制技术的优点,研究了多载波差分混沌系统中的SWIPT协议。首先,建立了基于功率分配器的SWIPT MC-DCSK系统,在系统收集能量的约束下,提出了两个SWIPT协议。其次,推导了两个协议中信息解码器的误码率(BER)表达式,通过最小化BER,获得了系统中参考子载波和信息子载波之间的最优功率比。最后,在最优载波功率比以及系统总功率固定的条件下,对两个协议的吞吐率以及收集到的能量等性能进行了研究。