5G全球范围内的普及与通信网络规模进一步的扩大使得频谱资源的需求日益增大。全双工(Full Duplex,FD)技术可使用相同的频带同时收发信号,有望缓解频谱资源紧张的问题。将全双工技术应用于中继协作通信系统,可进一步提高系统传输速率和频谱效率,减少传输时延。另外,受通信业务多样性的影响,用户数据流量需求的急剧增长,多种网络体系结构不断扩大,使得能量消耗和运营成本大大增加。资源的短缺,再加上能耗的急剧增长,使得能量效率优化问题引发广泛关注,提高能量效率将成为未来无线通信发展的趋势。同时,作为绿色通信重要课题之一的无线携能传输(Simultaneously Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术,解决了无线终端寿命受有限电池容量制约的问题,受到了研究学者的广泛关注。因此,本论文针对基于SWIPT技术的全双工中继协作系统能量效率优化问题进行了研究。首先,建立基于SWIPT的全双工中继协作的三节点系统模型,信源节点和目的节点配置单根天线并由电源供电,中继节点配置两根天线并通过SWIPT技术同时实现信息译码和能量收集。在功率分割协议下,证明能量效率是关于功率分割因子的凸函数,求解出最优功率分割因子以最大化能量效率;同时,研究了通过优化信源发射功率以提高系统能量效率的方案;并进一步考虑对功率分割因子和信源发射功率进行联合优化,在难以求解的情况下提出了基于迭代的联合优化算法,与单纯的只对功率分割因子或发射功率进行优化获得的最大能量效率相比,该联合优化算法可获得更高的能量效率。此外,该算法收敛速度快、系统时延小、实现复杂度低,符合实时通信的要求。其次,考虑用户服务质量(Quality of Service,QoS)需求对最大化能量效率的影响,进而研究了基于QoS保证的SWIPT全双工中继协作系统能量效率优化问题。将恒定的信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)视为QoS约束条件,针对用户QoS约束、发射功率和功率分割因子约束来重新确定信源发射功率和功率分割因子范围,利用重新确定的范围对该系统进行优化以获得最大能量效率。由于目标函数较为复杂,可利用分式规划将分式形式的目标函数转化为减式形式,并在此基础上提出了一种基于QoS保证的迭代优化算法以最大化能量效率。最后,若自干扰消除(Self Interference Cancellation,SIC)处理效率较低,中继可能会因其自身的发射信号而遭受严重的剩余自干扰,因此考虑全双工SIC不理想的情况。在这种情况下,假设接收到的剩余自干扰信号功率要远高于中继节点的加性高斯白噪声功率,即对不考虑中继噪声情况下的系统能效进行分析。通过分析得知该优化问题等效为最大-最小问题,因此利用常规的解决最大-最小问题方案确定最优发射功率与最优功率分割因子的关系,并通过Dinkelbach方法进行优化求解。最后通过仿真结果分析,发现满足一定QoS需求会造成一定程度能效的下降,且随着QoS最小约束的增大,能量效率也会有一定程度的下降。