随着移动通信网络技术的高速发展,人们对通信的需求日益提高。因此,下一代移动通信系统需要提供更快的传输速率,更大的系统容量,更广的覆盖范围和更平滑的兼容性能,并且可以为不同用户的服务质量需求提供灵活的通信方式。多跳蜂窝网络就是将传统的蜂窝网络和Ad Hoc网络结合起来的一种新型的网络。它保留了传统蜂窝网络中的小区概念,同时引入了Ad Hoc网络中的多跳技术,即每个用户既可以与基站直接通信也可以通过中继以多跳转发的方式间接与基站通信,保障了用户尤其是边缘用户的服务质量。在多跳蜂窝网络中,中继选择是一个很重要的研究课题。如何从众多潜在的中继中选择一个最佳的中继,从而有效地利用系统资源,提高系统吞吐量或优化网络性能,成为一个值得关注的问题。因此,本文将对多跳蜂窝网络中的中继选择技术展开深入研究和探讨。论文主要贡献如下：(1)提出基于LTE (Long Term Evolution,长期演进)和802.11相结合的异构多跳蜂窝网络架构,分析802.11对等链路的引入对中继选择与系统容量的影响。在异构多跳蜂窝网络中,系统容量理论上同时受限于蜂窝链路和对等链路。由于3G系统的传输速率要远低于802.11b能提供的速率,因此很多之前的研究都假设对等链路不会限制系统的容量,系统容量仅仅由蜂窝链路决定。但LTE接入技术提供的传输速率已经大大提高,因此基于LTE和802.11相结合的异构多跳蜂窝网络的系统容量需要同时考虑蜂窝链路和对等链路,而不能忽略对等链路的限制。在本文的模型中,将其反映在中继选择概率中。中继选择概率由两方面决定：一是中继区域中空闲模式用户的数目,二是802.11的信道竞争。综合这两点,得到外环用户的中继选择概率。然后代入到对系统小区间干扰的分析中,将小区间干扰分成三类来具体分析。最后通过仿真分析了内圆半径以及对等链路传输距离对系统性能的影响。(2)提出一种最小化节点电池能耗的中继选择机制,分析了如何在单节点和多节点中继选择的场景中,最小化节点的电池能耗。在很多多跳蜂窝网络的应用场景中,节点能量是由电池供应的,比如一些远离能量供应的孤立中继站,或者多跳蜂窝网络中的对等用户等。在这些场景中,降低节点的电池能量损耗可以有效地保证网络中长时间不间断的数据交互,减少电池的补充。因此需要一种中继选择机制保证在传输过程中最小化电池能量损耗。针对该问题,本文将电池的非线性放电模型引入多跳蜂窝网络中,在单节点中继选择中通过对两跳中断概率的分析,得到中断概率和发送功率的关系,进而通过对两跳能量损耗的分析,得到在中断概率约束的情况下,如何通过功率分配来最小化电池能量损耗。在此基础上分析多节点中继选择机制,将多节点的中继选择问题建模成一个具有约束条件的非平衡指派问题,并提出最小元调整法来解决该问题。(3)提出两种基于运动的中继选择机制,提高中继持续时间,降低中继间切换对系统性能的影响。在多跳蜂窝网络中,由于节点的运动,不合适的中继选择可能会带来频繁的中继间切换,而频繁的中继间切换会带来复杂的测量、频繁的初始化、延时、丢包、断线等一系列问题,降低系统性能。已有的研究几乎都在追求吞吐量最大化或者能耗最小化,很少关注到中继间切换的问题。考虑到该问题的重要性,本文对此展开研究。首先分析多跳蜂窝网络中会发生中继间切换的各种条件,然后据此得到中继间切换率以及中间持续时间的表达式,进而提出两种基于运动的中继选择机制,降低中继间切换率,提高中继持续时间。最后通过仿真进行了性能评估,并分析了不同参数(内圆半径,对等链路传输距离,速率,平均服务时间,节点数目等)对中继间切换的影响。