多输入多输出技术通过在收发端配置多根天线,可以有效地提升信道的容量、改善系统性能,成为目前移动通信的核心技术。无线携能技术的产生为解决无线网络、移动设备等能量受限问题、缓解资源短缺提供了有效的途径,符合绿色通信理念,具有重要的实际意义。本文围绕基于无线携能的MIMO中继系统展开研究,为了获得更多的分集增益,进一步提高传输的可靠性,将源端到接收端的直连链路考虑在内,研究了基于无线携能的单向和双向中继-直连双链路系统的预编码及接收机的联合优化。首先,本文对在接收端进行功率分配的单向中继-直连双链路系统进行了研究。以最小均方误差(MSE)为准则进行了优化问题的建立,提出了基于连续凸逼近(SCA)的交替迭代算法和利用奇异值分解(SVD)与广义奇异值分解(GSVD)技术结合的低复杂度优化算法两种优化算法对预编码矩阵进行优化。同时,为了更好地证明本文研究的中继-直连双链路系统性能,本文还针对忽略直连和只考虑发射端与接收端直连的两种特殊情况进行了分析。其次,本文对在中继处进行能量收集的双向中继-直连双链路系统进行了研究。根据实际的通信情况,选择利用三个时隙完成两个节点之间的信息交换。基于最小MSE准则,采用SCA算法对源预编码矩阵进行优化,并利用拉格朗日函数和KKT条件及二分法对中继预编码进行设计。最后,本文利用matlab平台分别对上述的单向和双向两个系统进行系统仿真。通过仿真结果,展示了本文所研究系统及算法的有效性。此外,以误码率(BER)及均方误差为性能评价指标,本文还对不同优化算法、不同系统模型的优缺点进行了分析。