移动互联网的快速发展极大地刺激了人们对无线通信高数据速率和多业务服务的需求。然而无线频谱资源非常稀缺，因此提高其利用率是无线通信研究的重要内容之一。正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术不但能够充分利用频谱资源，而且可以对抗无线信道的多径效应，在4G通信中发挥着非常重要的作用。正交频分多址（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA）技术是一种基于OFDM的多址技术，有效地避免了用户间干扰，并且能够提供灵活的资源分配方式。中继通信是一种协作通信技术，可以扩大基站的覆盖范围，提高通信的可靠性和服务质量。多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术能够获得较高的分集增益，增加系统容量。无线通信系统中动态地资源管理方式能够进一步提高系统资源利用率，保证系统容量和用户服务质量的提升。本论文对OFDMA中继系统中下行链路的资源分配问题进行了研究，主要包括三个部分：　　（1）针对不同业务类型用户的服务质量问题，提出了一种保证用户最低速率的MIMO中继系统资源分配算法。首先，用户按照速率要求的大小排序并依次为每个用户分配一个相对最优的子载波和选择一个最佳的中继进行转发，在假设系统功率平均分配的前提下计算每个用户能够达到的最大速率；然后计算此速率与最低速率要求的差值，为差值绝对值最大的用户继续分配一个相对最优的子载波和最佳中继并更新其速率与差值，子载波每次被分配后从可用子载波集合中删除，继续执行直到子载波集为空时则分配完成；最后，利用凸优化理论，计算得到每个用户子载波上的功率优化分配。仿真结果表明，所提算法能够有效地保证每个用户的最低速率要求。　　（2）针对实际问题中用户对速率需求的差异性，提出了一种基于用户速率成比例公平约束的OFDMA中继系统资源分配算法。在算法中，首先根据每个用户在不同子载波上的信道条件确定其传输模式是中继传输还是直接传输；然后按照比例因子大小依次为每个用户分配一个最优的子载波并根据其传输模式选择一个最佳中继转发或是直接传输，在假设等功率分配的前提下计算用户能够达到的最大速率及其与比例系数的商值；接着，为此商值最小的用户继续分配一个最优的子载波和选择传输模式并更新其速率与商值，子载波每次分配后从子载波集中删除，继续执行直到所有的子载波被分配完毕；最后，在系统功率和比例速率的共同约束下，推导出每个子载波功率分配的闭式解。仿真结果表明，所提算法能够较好地保证用户的公平性。　　（3）基于传统型中继传输过程在第二时隙时存在子载波未被充分利用的问题，提出了一种改进型中继传输和多中继转发的资源分配算法。首先，通过简化接收信噪比得到多中继转发时的等效信道增益并根据每个用户不同子载波的信道情况确定其传输模式及中继模式时的转发中继集合；然后，通过将原问题转化为对偶问题并依次对基站和中继发送功率求导，得到其关于拉格朗日乘子的表达式和两个时隙不同子载波配对时的速率贡献矩阵；最后，在系统总功率的限制下通过迭代方式得到一个相对最优的拉格朗日乘子，从而确定了两个时隙不同子载波的功率分配，并利用匈牙利算法得到了子载波配对结果。仿真结果表明，所提算法能够有效提高系统容量。