无线中继具有接收信噪比高、覆盖范围广、吞吐量高和传输功耗低等优势,被广泛应用于各种无线通信网络。然而,无线基础设施和用户终端的快速增长引起了能源消耗的激增,进一步为网络运营商带来巨额的电费和维护费用,也带来许多环境问题。为了缓解这些问题,绿色无线通信引起了学术界和工业界的重视。此外,当无线通信网络频谱效率提高时,需要传输更多的数据进而消耗更多的能量引起能量效率的降低,因此能量效率和频谱效率之间的权衡对于未来的无线通信具有至关重要的意义。基于此,本论文针对无线多中继网络,研究能量效率和频谱效率的均衡优化,分别提出在解码转发半双工多中继网络、解码转发全双工多中继网络以及非完美信道状态信息下的解码转发全双工多中继网络中的能量效率和频谱效率均衡优化方案,以进一步实现绿色无线通信。本论文主要研究内容和贡献如下:1、提出一种应用于解码转发半双工多中继网络的能量效率和频谱效率均衡优化方法。首先考虑多中继的情况,为了改善能量效率,将能量效率最优中继节点作为最佳中继节点参与数据传输;然后,基于最优化频谱效率给各节点分配最优发送功率,在能量效率分析表达式中寻找最优节点总功率以得出相应的能量效率最优解,并分析能量效率和频谱效率受中继节点相对位置的影响。仿真结果显示,相比于最优功率分配等方法,所提出优化方法的能效和谱效更高。此外,在中继节点处于基站节点和用户节点的中间向两端靠近的过程中,能量效率和频谱效率先增大后减小。2、提出一种应用于解码转发全双工多中继网络能效谱效均衡的迭代优化方法,该方法将各节点发送功率调整和参与数据传输中继节点选择相结合。对比采用不同中继节点的场景,选择能够使解码转发全双工多中继网络获得最优能量效率的中继节点作为最佳中继节点,进而推导出最佳中继节点下能量效率和频谱效率的分析表达式;在最小频谱效率约束和各节点最大发送功率约束下最优化能量效率,并分析残余自干扰对解码转发全双工多中继网络能效和谱效的影响。仿真结果显示,相比于现有的最优发送功率方法,该迭代优化方法下的解码转发全双工多中继网络能量效率和频谱效率更高。3、针对非完美信道状态信息下的解码转发全双工多中继网络,为优化能量效率和频谱效率,节点发送功率与中继选择的迭代优化是通过卡罗需-库恩-塔克条件实现的。考虑非完美信道状态信息,对比采用不同中继节点的场景,选择能够使解码转发全双工多中继网络获得最优能量效率的中继节点作为最佳中继节点,推导出最佳中继节点下能量效率和频谱效率的分析表达式。通过卡罗需-库恩-塔克条件求解节点发送功率进而求出能效和谱效的最优值,并分析残余自干扰和信道估计误差对解码转发全双工多中继网络性能的影响。