扩散分子通信是一种使用信息分子作为信息载体的通信方式,然而随着信息分子在流体介质中自由扩散,接收端接收的信息分子数会随着传输距离的增加而显著减少,从而限制了扩散分子通信的通信范围。受传统无线通信中继启发,在扩散分子通信中采用收发器作为中继,进而扩大通信范围成为一个可靠的解决方案。对扩散分子通信的中继传输技术的研究不仅能够解决长距离分子通信可靠性的问题,还对构建纳米通信网络的研究有着较为积极的作用。本文主要研究实现长距离分子通信的中继方案,并对其进行性能分析与优化。论文的具体工作包括:首先,为了减轻扩散分子通信信道衰落特性对通信距离的限制,提升系统的通信性能,本文提出了一种在发送端和接收端之间放置中继进行解码转发方案,并在此方案下设计了两种信息分子接收模式,进而构建了相应的中继分子通信系统模型,并分析了基于该系统模型未来可能进一步研究的方向,如多跳通信,纳米机器路由传输等。其次,本文构建了基于完全吸收接收模式的解码转发扩散分子通信中继模型,推导出其在三维流体环境下通信误比特率公式。为了提升中继通信性能,本文对该模型下的接收器判决阂值进行了优化。此外,针对本模型提出了一个模拟信息分子整个通信过程的仿真框架,并进一步的分析了中继位置和分子数配给对通信性能的影响。仿真分析表明,在完全吸收接收模式下,中继辅助传输能够显著提升通信性能。另外,针对自然界存在的配受体结合信息分子接收模式,本文构建了基于可逆联结接收器的解码转发分子通信中继模型,推导出三维流体环境下该模型的信息分子时变空间分布,并使用Skellam分布近似被可逆接收器接收的信息分子数。进一步的,本文推导出该模型下的误比特率公式,并构建了基于可逆接收器的仿真框架。从仿真结果可以得出,基于可逆联结接收器的通信系统,添加中继相对于直接传输能够提升通信性能,并且通过对中继位置及分子数配给方案进行优化能够带来性能的提升。