协同通信系统中各个节点能够互相帮助传递信息,形成虚拟MIMO阵列,因此可以以一种分布式的方法实现空间分集的优势,从而在链路可靠性、频谱效率、系统容量和传输距离等方面提供显著的性能增益。新一代无线通信标准LTE-Advanced中引入和整合协同通信技术将产生一个高效、可靠的协同分布式无线网络的设计,因此在过去的几年中协同无线通信系统的分析和设计得到了广泛深入的研究。然而,在这个极有发展前途的概念成为现代无线通信系统的一部分之前,还有各种各样的技术挑战和悬而未决的问题需要解决。在协同无线网络中,每个通信节点的功率资源是有限的。因此最优功率分配方案是协同通信技术领域研究的一个热点,通过功率的最优化分配实现,可以达到理论研究成果的性能界限。在过去的研究中,主要研究经典的三节点两跳协同系统的最优功率分配。本论文不仅研究了三节点两跳协同系统的最优功率分配,还研究了复杂的多分支两跳协同系统的功率分配,解决了多分支两跳系统的功率分配问题,给出了一个全面的关于协同系统的功率分配方案。论文首先介绍了放大转发协议的实现、系统等价信道模型及其信号传输数学表达式,分析了三节点两跳、多分支两跳放大转发系统的误符号率和信道容量,其中误符号率指标在系统仿真对比中得到验证。其次介绍了译码转发协议的三种实现及其系统等价信道模型和信号传输数学表达式,分析了三节点两跳、多分支两跳有校验译码转发系统的误符号率和信道容量,其中误符号率指标在仿真对比中得到验证。然后研究了放大转发、译码转发协同系统的最优中继选择问题。最后,论文提出了分别基于误符号率、信道容量的最优功率分配方案,证明了放大转发、译码转发协同系统的性能指标得到了显著改善。