携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术,可挖掘蕴藏无线射频(Radio Frequency,RF)信号中的能量,并供给网内终端用户使用,从而为延长能量受限网络的生命周期开辟了新的研究方向,已成为当今无线通信领域新兴的热点技术之一。在无线中继网络中,中继节点使用能量收集(Energy Harvesting,EH)技术后,将以无源方式协助其他节点传输数据,克服了自身因能量保守性难以参与节点间协作通信的自私性。本文根据无线携能中继网络的特点,围绕网络可用资源的优化和分配,分别研究了单用户时隙转换(Time Switching,TS)网络中的吞吐量控制策略、源端能量使用效率的优化方法,并提出多变量对偶算法,解决了多用户功率分割(Power Splitting,PS)机制网络中的吞吐量最大化问题。首先,在基于TS机制的无线携能中继网络中,研究中继端电路动态能量消耗影响下,联合节点功率控制、时隙转换因子优化等因素的最大化吞吐量问题。文中根据变量间耦合关系,逐步优化变量。首先解决能量传输时的功率控制问题,然后将时隙转换因子和信息传输功率控制问题转化分解为凸问题和非凸问题两个子问题,并引入非线性遗传算法求解非凸子问题。最后,在仿真实验中验证了提出的算法具有可行性和优越性。其次,从无线携能中继网络能量提供者的能耗角度,研究最小化源端能量消耗问题。为找到最优解,目标问题被等价转化为凸问题。在给出凸问题最优解之前,文中设计并得到了可行性评估问题以检验目标问题的可行性。随后,文中提出一个能同时得到能量消耗问题最优解和可行性评估结果的统一框架,该算法大大降低了计算复杂度。仿真结果进一步证明了,文中提出的算法在降低源端能量消耗的同时,提供了服务质量保证,实现了网内可用资源的最优配置。最后,在多用户共存的网络中,研究PS机制下满足用户最低传输速率要求的同时最大化吞吐量问题。通过问题结构首先推导出功率分割因子的解析式并保证全局最优性。对于剩余两个子问题:功率控制和子载波分配,可看作两个相对独立的子问题,并在对偶域中找到最优解。仿真结果进一步验证,相比于对比算法,文中提出的算法有更好的性能。