随着移动通信技术的不断演进,绿色通信概念得到了广泛的关注。下一代移动通信系统中,除了关注进一步提升频谱效率,能量效率也将是重要的性能指标。本文针对下一代移动通信系统,主要研究了无线MIMO传输技术,着重解决其所涉及的能量效率优化功率分配和波束成形设计、鲁棒性和分布式实现、以及无线携能传输优化等,主要的工作和创新点如下：1、研究了多天线广播信道下的能效优化无线MIMO传输技术。首先针对多天线广播信道场景,定义了功率约束以及信干噪比约束下的能效最大化问题。通过引入上下行对偶性,简化了原本难以直接求解的非凸问题。求解对偶的虚拟上行传输问题,并对结果进行转化,得到下行传输问题的解。仿真结果表明,相对于现有的能效优化算法,所提方法性能优越且复杂度低。其次针对实际系统中无法获得精确信道信息的特点,定义了存在信道估计误差的鲁棒能效优化问题。利用用户速率与最小均方误差之间的关系以及分数规划理论,把所描述的分数规划优化问题转化成参数化多项式优化问题。利用拉格朗日对偶及单调优化理论,提出了鲁棒能效优化算法。仿真结果表明,相对于传统的非鲁棒能效优化算法,所提鲁棒能效优化算法可获得明显的能效性能增益,有效地减少了信道估计误差的影响。2、研究了多小区单用户的能效优化无线MIMO传输技术。首先针对同构多小区下行传输场景,定义了能效优化问题。通过分析得出,问题的可行解在能效Pareto边界上。然后引入认知无线电中的干扰温度的概念,定义了能效Pareto边界。根据迭代优化理论,提出了两种能效Pareto最优化的分布式算法,并研究了存在信道估计误差的鲁棒算法。仿真结果表明算法收敛较快,基站间的信息交互量较小,性能接近集中式能效优化算法。其次针对异构多小区下行传输场景,定义了能效优化问题。结合小小区的传输特点,通过引入认知无线电中的干扰温度的概念,提出了异构网络中的分布式能效优化算法。仿真结果表明,所提算法收敛较快,相对于和速率最大化算法性能优越。3、研究了多小区多用户的能效优化无线MIMO传输技术。首先针对多小区多用户下行传输场景,定义了功率约束下的能效最大化问题。通过分数规划理论,将难以直接求解的分式问题转化为减法形式。引入干扰温度的概念,将优化问题转化为多个可分布式求解的子问题。最后通过迭代进行波束优化以及功率分配优化.提出了多小区多用户场景下的能效优化算法。仿真结果表明,相对于给定波束下的能效优化功率分配算法,所提算法性能优越且接近集中式能效优化算法。4、研究了采用无线携能传输的能效优化无线MIMO传输技术。首先建立了包含能量传输的信息传输模型,定义了该传输结构下的多小区能效最大化问题。其次利用分数规划,将非凸的优化问题转化为可解的形式。然后通过拉格朗日优化以及近似优化理论,对优化问题进行了求解。最后提出了采用无线携能传输的能效优化算法。仿真结果表明,相对于原有的能效优化算法,所提算法由于采用无线携能传输技术,性能更为优越。