无人机作为空中飞行平台具有移动性强、灵活性高和价格低廉等特点,正广泛应用于各个领域。而在无线通信系统中,无人机同样拥有着广阔的应用前景。与传统无线通信系统相比,无人机辅助通信系统部署更快,配置更加便捷。而且,由于存在高可靠性的短距离视距链接,因此无人机辅助通信系统能够根据实际场景中用户的具体需求,提供低成本的无线通信服务。然而,将无人机用于无线通信领域也带来了一些新的挑战。例如,无人机的高度机动和地面用户的移动会不可避免地导致通信服务质量发生巨大改变,而这可能会导致用户的通信质量下降;此外,由于无人机自身所携带电池能量有限,需要同时满足自身载荷、通信传输以及移动飞行等相关能耗,因此无人机的飞行能量效率也是一个不得忽视的问题。在本文中,将针对无人机辅助通信系统,在考虑地面行进车辆用户移动的场景下,对无人机系统模型、无人机飞行能量效率以及行进车辆路径预测进行研究。论文研究内容包含包括以下两个方面:（1）研究基于单载波无人机辅助通信系统方案。首先,假设在行进车辆位置信息完全已知的条件下,优化无人机飞行轨迹,实现最大化以比特/焦耳为单位的无人机辅助通信能量效率。其次,由于实际场景中由于行进车辆位置不断变化,因此难以预先获得无人机至行进车辆的信道状态信息,从而使得无人机辅助车辆通信系统优化设计具有很大的挑战性。为了解决这一问题,本文提出一种结合短期精确轨迹预测和长期粗略轨迹预测的行进车辆路径预测方案,在车辆行进过程中提前预测后续各个时刻的位置信息。根据行进车辆位置预测信息,提出了基于行进车辆路径预测的在线无人机辅助通信方案。然后,为了解决在线方案的计算复杂度较高问题,本文将无人机辅助车辆通信系统能效优化问题依次分解为一系列的滚动时域优化子问题,其中每个滚动时域优化子问题可通过拟凸优化和连续凸近似的方法进行求解,从而得到车辆行程中各个短期精确轨迹预测时间段内的无人机轨迹。（2）研究相应的以多载波传输的宽带无人机辅助通信优化方案。目标仍是最大化以比特/焦耳为单位的无人机辅助通信能量效率。与第一个研究工作不同,该工作考虑的无人机与行进车辆组成的无人机辅助通信系统中,无人机与行进车辆之间的宽带通信是通过多载波调制来完成的。并且除了优化无人机的飞行轨迹外,同时也对多载波调制的子载波进行了功率分配。以上两部分工作的仿真结果表明,本文所提出的方案与简单基准方案相比,可显著提升系统能效,并且最高增益分别达到27.30%和42.68%,并且获得的能效性能与系统能效上界非常接近。