随着无线通信技术的快速发展,大量新的无线接入技术及无线数据业务应用不断出现。相应的,对无线频谱的需求急剧增加,导致了可用频谱资源变得越来越拥挤和不足；同时,网络数据传输速率和服务质量,同无线传输的可靠性以及网络连通性的矛盾也日益凸显。基于认知无线电技术的认知无线自组织网络,有效的利用了授权用户使用率较低的频谱资源,提高了频谱的利用效率；而基于中继协作技术的协作无线自组织网络,通过对网络用户发送的信息进行处理和转发,提供了空间分集增益,有效的提高了数据的传输速率和质量。作为未来移动通信系统的末端网络和组成部分,认知及协作无线自组织网络是移动通信发展的重要方向,得到了越来越多的关注。在认知及协作无线自组织网络中,需要解决的重点问题之一是无线资源的管理,如信道容量优化,频谱共享,中继选择与功率分配等。目前,已经有很多研究机构和学者就此相关领域展开研究,并取得了一定的成果。但是,在该领域仍存在许多亟待解决的问题。本论文针对认知无线自组织网络中的分布式功率分配、多跳无线网络中的中继选择与功率分配、以及OFDM协作网络中的中继选择与功率分配问题进行了深入研究,提出了相应的创新性解决方案,并通过理论分析和仿真实验证明了所提出的算法对系统性能的提升。本论文的主要贡献和成果包括三个方面,总结如下：1)提出了一种认知无线自组织网络中基于进化博弈理论的分布式功率分配机制。在对认知用户的吞吐量和传输策略进行分析后,引入最优反应动态模型对认知用户间分布式的功率分配过程进行建模。进一步的,提出了通过用户根据自身及相邻节点的传输策略,自适应的进行功率调整的分布式算法,在网络总功率和认知用户自身功率限制条件下,优化认知用户的数据传输速率,降低能量消耗。2)提出了一种协作无线自组织网络中基于分节模式和博弈理论的多跳链路中继选择和功率分配机制。针对多跳中继自组织网络中上游节点选择中继的过程对同一路径上其他节点的中继选择以及链路端到端性能的影响,定义了一种新的协作模式：分节协作模式,分析了该协作模式的信道容量和中断概率性能。研究了分节协作中基于动态博弈委托-代理模型的功率分配方法,以优化自身吞吐量为目标对参与协作的节点进行自适应的功率分配。进一步提出了启发式的分节协作算法来改善多中继协作多跳链路的信道容量和中断概率性能,降低节点的能量消耗。3)提出了一种协作无线自组织网络中基于节点能量效率的子载波配对,中继选择和能量分配联合优化机制。对基于放大转发模式的OFDM多中继系统中的能量效率问题进行了分析,设计了基于节点的能量效率和剩余能量的协作中继选择标准；提出了基于能量效率的异步功率迭代方法,并证明了该方法中纳什均衡的存在性和收敛性；进一步提出了子载波配对,中继选择和能量分配的联合优化算法,并应用遗传算法对所提算法性能进行优化。该算法能够提高网络节点的能量效率和生存时间。