随着5G(第五代移动通信)时代的到来,无线通信渗透到社会的各个领域,极大地改变了人类的信息交互方式。其中,物联网是未来无线通信发展的重要驱力之一,对于未来智慧城市、工业物联网等应用场景,物联网设备广泛分布于中小范围区域内,对带宽、传输速率有较高要求,同时设备电源更换困难,回程链路开销大,如何部署一种高覆盖率,具有低开销和成本,且能提供有保障的服务质量的绿色无线通信网络,是此物联网通信场景中亟需解决的问题。一方面,目前市场上较为成熟的低功耗广域网技术,提供了高覆盖率,低能耗和低成本的解决方案,但由于本身带宽有限,只适用于低速率的大规模物联网场景,不能满足未来高速率的物联网应用。另一方面,采用5G关键技术的主流蜂窝物联网,虽然可以满足设备速率、服务质量的要求,但由于本身的蜂窝网络架构,导致小区致密化,面积不断缩小,使小区间干扰和频繁越区切换等问题更加严重,导致系统开销增加,并不能完美适用于上述应用场景。基于以上问题,本文对基于去蜂窝大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)的绿色物联网通信系统展开了深入研究。针对物联网设备分布不均,电源更换困难的问题,研究了基于无线携能同传技术的去蜂窝下行传输方案;针对设备上行传输负载不均衡,导致系统性能较差且回程链路开销大的问题,设计了基于接入点选择的去蜂窝上行传输方案。本文的具体研究内容与创新点总结如下:1)研究了去蜂窝系统中采用时间切换和功率分割两种工作模式的下行传输方案,在保证设备收集足够能量的同时最大化最小设备的可实现速率。考虑接入点装配多天线的情况,设备首先发送上行导频,由接入点在本地完成信道估计,并通过共轭波束赋形进行预编码向设备发送射频信号,设备通过具有能量分割功能的接收机进行能量收集和信息解码。通过理论推导得出了时间切换和功率分割工作模式下设备可实现速率和可收集能量的闭式表达式,为了减少其他设备带来的干扰,降低远近效应,确保系统覆盖率,并满足设备能量收集需求,提出了能量分割与功率控制的联合优化方案,并通过一种基于二分法的迭代优化算法进行求解。最后,通过仿真验证了所提方案的系统性能,所提出的方案可以保证系统的覆盖率,提升设备的可实现速率,同时满足设备供能。并通过仿真分析比较了接入点多天线下两种工作模式的系统频谱效率和可收集能量的性能表现。2)研究了去蜂窝系统中加入接入点选择机制的上行传输方案。考虑了存在导频污染的情况下,设备上行传输功率较小,相较下行传输功率控制效果有限,导致接入点负载不均衡,系统性能较差,因此,在信号检测中加入了具有负载均衡作用的接入点选择机制。首先,本文推导了设备上行传输可实现速率的闭式表达式,以最大化最小设备可实现速率为目标,采用一种贪婪算法进行导频分配,提出了接入点选择矢量设计与功率控制的联合优化方案,并通过求解广义特征向量问题与几何规划问题获得了最优解。然后,注意到所有接入点服务全部设备会增加不必要的回程链路开销,在此基础上,提出了接入点选择方案。最后通过仿真对系统回程链路利用率进行分析,证实了接入点选择方案的必要性,同时通过比较验证了最优传输方案相较其他方案可以有效提升系统性能,仿真结果还表明,所提算法可以很快收敛。