随着协同中继技术在无线通信系统中的应用,信息传输速率和基站覆盖区域得到极大提升。然而,传统的协同中继网络工作寿命有限,并且为了保持网络持续工作,必须定期为中继更换电池或充电。这对于运营商而言,不仅成本昂贵且非常不便。因此,从太阳能等自然资源中获取能量来延长无线通信系统的使用寿命受到众多学者研究。然而,自然资源存在大量不可控制因素(如,天气条件等),这使得可靠通信变得困难。传统的协作中继网络通常采用半双工工作模式,因为它可以简化系统设计,但是会导致频谱效率严重损失。因此,学者考虑将无线能量采集技术、全双工技术与协同中继网络技术相结合,以达到提升频谱效率和延长无线系统寿命的作用。本文首先进行了基于功率分配能量采集的全双工放大转发中继系统研究。针对三节点放大转发AF中继系统,提出了三种不同的天线选择方案并分析了其各自的系统遍历容量。同时,本文还分析了功率分配协议中的最优功率分配因子并提出了一种基于统计信道信息的天线选择方案策略。由于采用全双工技术和无线能量采集技术,无线网络的系统性能变得难以分析。故本文接着进行了基于离散能量状态的全双工解码转发中继系统研究。为提升功率分配能量采集中继系统性能,提出一种新的全双工无线携能中继传输协议。在将中继电池能量离散化后,分析了系统的中断概率和遍历容量以及中继电池大容量下的系统性能。以上所有推导结果均通过Monte Carlo仿真验证。研究结果表明:在基于功率分配能量采集技术的全双工中继系统中,自干扰对系统性能影响明显。且在不同的发射功率下,三种天线选择方案各有优点。在基于离散能量状态的全双工解码转发中继系统中,电池容量离散化程度越高,系统性能越好,且当中继电池容量趋于无穷时达到系统性能的理论上限。此外,最优功率分配因子随发射功率的增大而减小以及最优的中继发射功率与信源发射功率等密切相关。