数能一体化(SWIPT)技术是无线传能和无线通信紧密结合的产物。因为信息和能量可以同步传输,所以发射端和接收端不需要独立的能量收发和信号调制解调设备,设备复杂度因此大大降低。本文以人体植入式器官为应用场景,研究数能一体化的原理,方案设计,速率-能量边界(R-P边界),并最终搭建实物系统进行验证。本文首先研究无线传能的3种技术方案的优缺点,确定磁共振式为无线传能的技术方案,然后利用耦合模理论研究了磁共振无线传能的基本条件,并从原理上解释了频率分裂现象。其次,通过互感理论分析了串-串(SS),串-并(SP),并-串(PS),并-并(PP)这四种无线电力传输电路结构的电压,电流和功率增益这三个指标,最终选择了SP结构作为无线传能的电路结构,并确定具体的电路参数。再次,结合无线传能的频率分裂确定2FSK为通信的调制方案,提出基于2FSK的数能一体化传输模型,然后对此模型分别推导了接收能量和信道容量的表达式,在此基础上通过功率分配方案实现数能一体化,得到了能量和信息的边界,该边界为系统方案设计提供了理论上的最大边界。最后依据仿真得到的电路结构和电路参数,建立了实际系统。对于无线传能,分谐振状态和非谐振状态进行实验,得到实验数据,与仿真结果对比,验证了无线传能理论分析和仿真的正确性。对于无线通信,通过实验得到信道容量和误信率。最终系统的能量速率点落在R-P边界限制的范围内,验证了R-P边界理论推导的正确性。