能量传输的方式多种多样,从传统的电能,风能,热能,到最近工业界追捧的电磁耦合无线传能,都是人们对更便捷的能量传输方式的追求。也因此,无线数能同传(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)的概念便应运而生。无线数能同传技术旨在使用设备传输信息的同时,能量也能被传递到接收端满足用户的能量需求。无线信息传递和向大规模部署的低功耗物联网(Internet of Things,IoT)设备的无线充电都依赖于射频(Radio Frequency,RF)信号。人们已经在物理层和介质访问控制层设计方面进行了广泛的研究,以协调RF频段中同时进行的信息和能量传输。想要数据和能量同时传输,就需要根据需求在两者之间取得平衡。这是因为数据和能量在一起会相互竞争信道资源,导致两者的性能都不能达到传输单一一种时的程度。于是平衡信和能就成了研究SWIPT的核心问题。已有研究表明,通过编码设计可以控制SWIPT的数据能量分配,这就为本文基于SWIPT的编码设计的研究提供了理论基础。与已有的无线数能同传研究不同的是,本文设计实用的收发机系统,并从信息论的角度研究编码控制的SWIPT。本文首先对可变长游程限制(Run Length Limited,RLL)编码进行研究,设计了对称信道下使用RLL的收发机系统,并对信息和能量传输性能进行了数学推导和建模,使用穷举搜索(exhausted search,ES)算法辅助RLL码字分布设计,证明了编码控制SWIPT的可行性。接下来再对RLL的一种编解码复杂度低的实际编码——一元编码进行了 Z信道下的SWIPT性能分析研究。在设计了 Z信道下使用一元编码的收发机系统后,通过信息论知识构建信能传输的数学表达式,提出并使用穷举搜索算法解决了接收机接收能量的优化问题。最后对一元编码在对称信道下的数能同传性能进行了研究。不仅考虑了经典对称信道,也考虑了实际的由于接收机灵敏度问题导致的信息信道对称而能量信道不对称的情况。通过优化编码信息源的码字分布,可以最大程度地提高无线功率传输(wireless power transmission,WPT)性能即最大化每个二进制符号实际传输到接收端的能量和最小化电池容量溢出/缺省概率,同时也在互信息方面满足所需的无线信息传输(wireless information transmission,WIT)性能。此外,在提出了穷举搜索算法来解决非凸问题后,又提出了一种遗传算法(Genetic Algorithm,GA)辅助编码设计,以降低计算复杂度。数值结果表征了 SWIPT性能,并验证了提出的GA辅助一元编码设计的最优性。