频谱效率(SE，Spectral Efficiency)和能量效率(EE，Energy Efficiency)是无线通信系统中两个重要的性能度量。由于无线网络中多媒体设备的应用，系统对频谱效率的需求越来越高。在过去几十年中，学术界和工业界出现了大量的工作来提高容量和频谱效率。最近几年由于能量消耗的持续增加和环境的日益恶化，能量效率变得越来越重要。分布式天线（DAS，DistributedAntennaSystem）由于在提高系统容量、增强通信链路的稳定性和扩大覆盖范围方面有着极大的优势而受到越来越多的关注，成为下一代无线通信系统中具有竞争力的一项技术。因此在分布式天线系统中研究在满足给定频谱效率需求的同时如何提高能量效率具有重要的使用价值和意义。　　论文以国家重点基础研究发展计划973项目(2012CB316000)“能效与资源优化的超蜂窝移动通信系统基础研究”为背景，重点研究了分布式天线的能量效率。全文的主要工作如下:　　1)第二章讨论了下行链路中单用户单小区集中式天线与分布式天线的能量效率。本章考虑的信道衰落模型采用复合衰落信道模型，即包括大尺度衰落和小尺度衰落，同时系统总的消耗功率考虑实际模型，不仅包括发射端消耗功率，还包括芯片消耗功率和光纤消耗的功率。根据收发端天线配置的不同，在复合衰落信道下，推导了单用户单小区分布式天线和集中式天线的能量效率近似表达式。仿真结果表明当考虑实际情况时，分布式天线的能量效率要优于集中式天线。　　2)第三章研究了分布式天线在广播信道（BC，Broadcast Channel）下能量效率的优化。本章考虑的信道衰落模型和功率消耗模型和第二章一样。考虑到DAS-BC的能量效率优化问题是一个非凸函数，首先运用多输入多输出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)广播信道和MIMO多址接入信道（MAC，MultiAccess Channel）的对偶性，将非凸的DAS-BC能量效率优化问题转化为凸的DAS-MAC能量效率优化问题，然后应用分式规划将含有分式的能量效率优化问题转化为含有减号的非分式能量效率优化问题，提出了一种求解能量效率最优的发送协方差矩阵算法。仿真结果表明分布式天线的频谱效率和能量效率性能都优于集中式天线。　　3)第四章第一部分研究了分布式天线系统中三种不同的功率分配设计准则。他们分别是最大化系统的吞吐量，最小化系统的发射功率和最大化系统的能量效率。首先在假设信道正交的情况下，在满足用户相同服务质量(QoS，Quality ofService)的限制下，比较这三种不同的设计准则性能。采用次梯度方法求出最大化系统的吞吐量和最小化系统的发射功率的优化问题。采用分式规划和次梯度方法求出最大化系统的能量效率优化问题。基于这三种设计准则，在多用户分布式天线下行链路中分别提出了相应的功率分配算法。仿真结果表明可以应用前面两个设计准则来使得系统具有最大的吞吐量和最节省能量，而应用第三个准则可以得到吞吐量和消耗能量之间的折衷。　　4)第四章第二部分研究了在信道非正交的情况下分布式天线系统中三种不同的功率分配设计准则。他们分别是最大化系统的吞吐量，最小化系统的发射功率和最大化系统的能量效率。前面两种设计准则优化问题是符号规划（SP，Signomial Programming）问题，是非凸非线性的优化问题，因此不能直接得到其闭式解。应用几何均值的性质，将符号规划转化为几何规划（GP，Geometric Programming）来求解最优值。对于第三种设计准则，首先应用分式规划原理将分式优化问题转化为等价的含有减号的非分式优化问题，此时的优化问题是符号规划问题，可以转化为几何规划求出最优解。基于这三种设计准则，在多用户分布式天线下行链路中分别提出了相应的功率分配算法。仿真结果表明可以应用前面两个设计准则来使得系统具有最大的吞吐量和最节省能量，而应用第三个准则可以得到吞吐量和消耗能量之间的折衷。　　5)第五章研究了能量有效的OFDM-DAS资源分配方法。在满足远端接入单元(RAU，RemoteAccess Unit)总的功率限制、用户之间吞吐量满足比例公平以及满足一定误码率（BER，Bit Error Rate）的限制条件下，最大化系统的能量效率。因为这个优化问题是一个非凸非线性的组合优化问题，不能直接得到最优解。因此通过先分配子载波后分配功率的思路提出一种低复杂度次优算法。算法思路是首先在等功率的假设下先分配子载波，然后应用分式规划性质将分式优化问题转化为等价的含有减号的非分式优化问题，最后应用次梯度方法求出能量有效的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple)-DAS的最优解。仿真结果证明了提出算法的有效性，并且能量效率和频谱效率之间存在折衷关系。