近年来,无人机以其成本低、易操作、具有高度的灵活性的特性在各个领域都有了广泛的应用。然而,受限的续航能力成为了无人机在各类应用中的瓶颈,与之相关的无人机系统的节能通信问题受到了广泛的关注。本文以节能通信为目标,基于两种新的能耗模型分别对单天线以及多天线无人机的路径规划和资源管理进行了研究。其具体研究内容如下:(1)研究了单天线无人机中继系统的节能通信问题,其中一架单天线无人机为多个传感器节点提供中继服务。本研究考虑在链路最小可达速率,传输功率,无人机的移动性以及信息因果关系等约束下,通过联合设计无人机的航迹和无人机以及源节点的发射机功率,最小化无人机的总能耗。由于问题是非凸的,难以直接求解。本文提出了一种基于连续凸近似(successive convex approximation,SCA)的优化方法来解决该问题,仿真的结果表明了该方法的有效性。(2)研究了多天线无人机信息采集的节能通信问题,其中一架多天线无人机从多个传感器节点收集信息。本研究考虑在上行最小可达吞吐量,传输功率,无人机速度,以及飞行时间等约束下,通过联合设计无人机的实时速度和传感器节点功率分配,最小化传感器设备的最大能耗。由于问题是非凸的,难以直接求解。本文提出了一种基于SCA的优化方法来解决该问题,并比较了最大合并比(maximal radio combining,MRC)接收方案和迫零均衡(zero forcing,ZF)接收方案的性能。仿真结果表明,相比于初始方案,该算法可以大量减少传感器节点的能耗。相比于MRC接收方案,采用ZF接收方案带来的性能提升更为明显。研究成果对于丰富现有无人机通信系统能效方面的研究成果,推动无人机在物联网领域的应用具有重要意义。