协作通信系统利用虚拟MIMO的概念,通过多个独立的用户节点充当中继节点来协助信源用户传输信息符号。该系统可以通过多用户间的协作获取额外的空间分集,尤其适用于无法配备多个天线的小型化无线终端。此外,该系统还可以提高多用户间的可达信道容量区域,提升通信覆盖范围和频谱利用率。协作通信目前已成为国内外学术界和工业界研究热点之一。本文着重研究了多中继放大重传协作通信系统中的信道估计技术、差分调制技术以及功率分配方案,主要工作如下:　　 (1)针对平坦衰落下的多中继协作系统,研究了双跳合成信道的信道估计问题;分别研究了最小二乘和最小均方误差信道估计算法;对信道估计算法进行优化设计,其中包括训练序列的优化设计和线性预编码矩阵的设计。仿真实验表明:在相同的信噪比,同未优化的方案相比,优化信道估计方案能带来显著的MSE性能提升。　　 (2)由于差分调制不同于相干调制,接收端无需信道估计,可简化接收机设计,于是研究了非相干多中继协作通信系统的差分调制方案。分析比较了四种不同的差分空时码结构:Alamouri码结构、准正交空时码结构、方形正交码结构、循环码结构。仿真和分析表明:差分调制方案的误码性能相比相干调制方案有约3dB的损失;相同比特传输速率下,上述几种差分码结构中准正交空时码具有最优的误码性能,同时循环码则具备适用于任意中继节点个数的优势。　　 (3)深入研究比较了多中继协作通信系统中三种典型的功率分配方案:基于瞬时接收信噪比最大化、基于平均接收信噪比最大化和基于系统衰减量最小化功率分配。比较了不同的信道条件下它们和等功率分配误码性能的差异。仿真结果表明:基于瞬时接收信噪比最大化功率分配要求已知瞬时信道状态信息,误码性能最优;信道的均值方差相同时,其它两种和等功率分配性能相当;信道的均值方差不同时,只需要信道统计信息的基于系统衰减量最小化功率分配的误码性能次于基于瞬时接收信噪比最大化,优于最大化平均接收信噪比和等功率分配。