随着Internet和多媒体技术的迅猛发展,用户希望无线通信系统能够提供更可靠的服务质量和传输速率更高的数据业务。多天线系统由于能够显著提升无线通信系统的传输性能和频谱效率,已受到广泛的关注。协作分集作为多天线技术的延伸技术,已成为未来通信研究的关键技术之一。协作分集,即在无线通信环境下多个移动用户组成协作伙伴,每个用户不仅发送自己信息,还要发送协作伙伴的信息。通过节点间的协作构成一个虚拟的多天线矩阵,使移动用户获得更高分集增益,并减少信道衰落的影响。然而在多中继协作场景下,为了有效地分配系统资源和提升系统整体性能,协作系统需要选择最优中继节点进行协作转发。本文在此基础上,针对传统中继选择算法和功率分配算法的不足之处,提出最近中继选择算法和基于能效最大化的功率分配算法。本文的主要内容和创新如下：首先,本文从协作分集的经典三点模型出发,分析了不同协作中继协议的分集增益和系统中断概率,以及放大转发协议和译码转发协议的最优功率分配。从仿真结果可以得出：自适应中继技术性能优于固定中继技术,且对比常用的选择中继协议,增量选择中继协议具有更好的中断性能。然后,本文分析了目前典型的中继选择算法的优缺点,并研究了网络中用户节点的空间分布以及相关信道大尺度路径损耗的随机性。在此基础上,本文提出了一种基于增量选择协议的最近中继选择算法,其原理是：信源端向其邻节点广播一个寻呼信号,然后选择接收信噪比最大的节点作为最优中继进行协作传输。仿真结果表明：该算法所得到的结果更接近Genie-aided算法的理论下界值,且优于直接传输和分布式协作传输方案,可以显著的提升信号覆盖范围,更好的改善系统性能。在固定小区半径且系统达到一定的中断概率时,发射功率相对于直接传输方案降低了8 dBw。最后,在考虑协作的额外开销的情况下,本文提出一种基于最大化能效的功率分配算法。其基本思想是：分别在单中继场景和多中继场景下进行研究,以最大化能量效率为指标来选择最优的传输方式进行数据传输,并对参与协作的节点进行合理的功率分配。仿真结果表明：在信源端距离目的端较近时,协作的总开销大于协作增益,此时使用直接传输更有效,但随着源-目的端距离逐渐增加,发送阶段损耗功率占据总功耗的比重较大,此时通过最优功率分配能使系统总功耗最小。仿真结果还可以为特定通信系统选取最佳数量的中继个数提供参考,但增加中继数并不总是有益的。