多输入多输出(MIMO)最大比合并(MRC)技术是衰落信道上性能最优的天线分集技术,能够有效克服多径衰落对无线通信系统性能的不利影响。在合作通信系统中应用MIMOMRC技术,能够进一步提高无线通信系统的抗多径衰落能力和覆盖范围。在实际应用中,由于信道衰落和噪声干扰等因素的影响,无线通信系统的收发两端都很难获得理想信道状态信息(CSI)。此外,在蜂窝无线通信系统中,接收信号还会受到由频率复用引起的共道干扰(CCI)的影响。不同于放大前传(AF)中继协议,解码前传(DF)中继协议以数字化的方式对信号进行处理,无需昂贵的射频(RF)收发信机。在多用户环境下,中继选择技术能够有效提高合作无线通信系统的传输可靠性,同时也可以降低系统的实现复杂度。因此,本文研究理想/非理想CSI和／或CCI下平坦瑞利衰落信道上MIMO MRC天线分集系统、MIMO MRC单中继合作通信系统和MIMO MRC中继选择合作通信系统的中断概率性能和误码性能。第一章阐述MIMO MRC天线分集技术和合作无线通信技术的研究现状。第二章研究MIMO MRC系统的误码性能,推导理想CSI下M进制正交/双正交信号调制、非理想CSI下M进制差分相移键控(MDPSK)、二进制等概相关信号和π/4-差分正交相移键控(DQPSK)调制以及非理想CSI、CCI下矩形M进制正交幅度调制(MQAM)的平均误符号率(SER)(或误比特率(BER))性能的精确表达式或/和近似闭合表达式。数值计算和仿真结果表明：推得的近似闭合表达式具有很高的可靠性；当信道存在估计误差时,MIMO MRC系统的平均误码性能会恶化；当收发天线数之和固定时,收发天线均分的MIMO MRC系统的平均误码性能要优于收发天线不均匀分配的系统,但该系统对信道估计误差更为敏感；当收发天线数之积固定时,收发天线数之和较大的MIMO MRC系统的平均误码性能要优于收发天线数之和较小的系统。第三章推导非理想CSI下采用MPSK、MDPSK、等概相关二进制信号、π/4-DQPSK和矩形MQAM调制的MIMO MRC单中继合作通信系统的平均SER性能的精确闭合表达式。理论分析和计算机仿真结果表明：数值计算和计算机仿真结果相吻合；MIMO MRC单中继合作通信系统的平均SER性能要优于无中继MIMO MRC系统。第四章推导MIMO MRC单中继双跳系统和MIMO MRC中继选择合作通信系统的中断概率和采用MPSK、MDPSK、等概相关二进制信号、π/4-DQPSK和矩形MQAM调制时平均SER性能的精确闭合表达式。计算机仿真结果验证了理论分析的正确性。理论分析和计算机仿真还表明：MIMO MRC中继选择合作通信系统的中断概率性能和平均SER性能要优于MIMO MRC单中继双跳系统；增加源、中继和目的节点的天线数能够显著改善MIMO MRC中继选择合作通信系统和MIMO MRC单中继双跳系统的性能。第五章为本文的结论。