近年来,随着信息与通信技术的快速发展,各种无线设备越来越多地走进了人们的眼球。以无线传感网络为代表的短距离通信在最近几年迎来了研究高潮,其在智慧城市,智能家居,无人驾驶和嵌入式医疗等领域有着广阔的发展前景。然而无线传感网络常常面临能量受限的窘境,其传感器终端一般安装在不易触及的环境中,当传感器能量耗尽时,更换新的电池十分麻烦,甚至不可能,这就意味着由这些传感器构成的无线传感网络寿命的终结。利用无线能量传输进行能量采集是解决无线网络能量续航问题的重要方案。无线能量采集与信息同传系统在传统通信原理基础上提高了电磁能量利用效率,并且在一定程度上为用户提供了永久和稳定的能量供给,因此最近几年飞速发展,成为了热门的研究领域。本文总体目标是设计无线信息与能量同传系统的整体架构,重点研究无线信息与能量同传系统在满足用户最低能量采集阈值约束条件下数据吞吐量最大化算法。具体研究内容和主要贡献如下:第一部分介绍了基于无线传感网络的无线信息与能量同传系统传输架构设计。首先介绍了窄带多输入单输出系统模型,然后基于接收机可同时进行信息解调和能量采集的假设,推导分析了窄带多输入单输出系统的性能上界。最后对无线信息与能量同传系统的接收机架构进行了分类讨论,对比分析了功分和时分两种接收机的基本结构和原理。第二部分提出了一种基于子载波分配的无线信息与能量同传系统高效资源分配算法。本算法从目标函数出发在始终满足当前目标函数最大化的前提下逐渐向满足能量约束的方向拟合,当所有用户均满足能量约束时,该分配算法分配结束。本分配算法在保证吞吐量指标的基础上,同时也具备了低复杂度和高效率的特点。第三部分提出了一种基于子载波和功率联合分配的无线信息与能量同传系统高效资源分配算法。系统模型包括发射基站以及多用户接收机,基站采用全向天线发射方式,能量采集模块采用收全向能量采集方式,信息接收模块也采用收全向的接收方式(解码所有子载波上的信息数据)。基站采用功率分配的方式发射,每个子载波上的发射功率不同,并且每一个时隙能且只能给一个用户发送信息,该时隙内其它用户进行能量采集。本算法针对该系统模型将难于直接求解的非凸问题转化为凸问题然后利用凸优化理论中的拉格朗日对偶法予以求解,达到了较好的系统性能。