移动互联网的快速发展使得传统的无线数字通信系统面临越来越严峻的挑战。以香农分离编码理论为基础的传统无线数字通信系统,对信源分别进行独立的信源编码、信道编码,在一定信道条件下设计最合适编码速率。然而,移动环境下的用户,其信道质量一直处于变化之中,无法与码率一直相匹配。当信道质量好于设计目标时,由于量化误差的存在,即使完全正确解码,接收质量也不会提高,称为“平台效应”。由于编码纠错能力有限,当信道质量差于某一门限时,接收质量可能会急剧下降,称为“门限效应”。这两种效应,共同构成了“悬崖效应”。在移动通信环境下,数字通信系统中的悬崖效应严重影响着用户体验,尤其是对视频、语音等对实时性要求较高的业务,影响更加明显。模拟通信虽然不存在悬崖效应,但是由于其压缩度不够,传输效率很低。为了在保证一定传输效率的基础上,尽量消除悬崖效应,有学者便提出了数字模拟混合(Hybrid Digital-Analog,HDA)传输的思想。HDA传输方案将要发送的数据分成数字和模拟两部分,以混合的形式发送到接收端。数字部分保证了一定的传输效率,而模拟部分则保证了传输质量对信道波动的适应性。然而,作为一种全新的通信方案,HDA传输在理论和实际应用中,都还有不少问题与挑战需要解决。其中一个重要的问题就是功率分配问题。由于信源被分成数字、模拟两部分,二者不论以何种形式被发送,对链路资源都是竞争关系,因此两者之间的资源分配,将会对系统性能产生重要影响。本文针对HDA传输中的功率分配问题进行了研究。重点考虑了无线单跳通信中,重要性具有差异的信源的HDA传输；以及无线中继网络中的HDA传输这两种通信场景。在无线单跳通信中,由于整个信源包含多个重要性不同的子信源块,每个子信源对重建质量的影响程度不同,所以功率分配时要考虑块与块之间的差异。而每个子块内部,又需要对数模信号之间进行功率分配。因此这是一个联合的功率分配问题。考虑到实际通信环境中,发送端和接收端可能相距较远,二者无法直接通信或者信道质量太差,常常需要网络中其他设备作为中继进行协作通信。因此在本文中,我们还将通信场景扩展到无线中继网络(Wireless Relay Network,WRN)中。在WRN中,有大量研究表明,总功率一定时,合理地分配源和中继之间的发送功率,能够显著提高系统性能。现有的少量的将HDA应用在WRN中的研究,也都只简单考虑了数模信号之间的功率分配。然而,这两个维度的功率分配,都会对最终的失真性能带来很大影响。本文主要贡献可以总结为以下几个方面。1)本文针对无线单跳通信中,重要性具有差异的信源的HDA传输中的功率分配问题进行了深入的研究。考虑到实际通信中信源数据可能包含各种重要性不同的部分,如视频中的高频和低频系数,本文将信源建模成包含多个单高斯信源块的多高斯信源,以各块方差大小,代表其重要性。在衰落信道条件下,以最小化端到端的失真为目标,将HDA传输中的联合功率分配问题建模成一个凸问题,并提出了相应的算法解决。通过仿真验证了我们提出的方案的有效性。2)本文首次在WRN中将源-中继以及数字-模拟两个维度的功率分配进行了联合考虑。针对放大转发(Amplify-and-forward, AF)中继网络中的联合功率分配问题,我们建立了端到端的失真模型,经过分析我们发现最小化失真问题可以通过求解一个凸问题来解决,并成功给出了其解析解。仿真结果显示,在不同的信道条件下,本文提出的联合功率分配方案的失真性能明显优于其他方案。3)本文还考虑了解码转发(Decode-and-forward, DF)中继网络中HDA传输的联合功率问题。由于DF中继需要对接收信号进行解码并重新编码,其联合功率分配问题更加复杂。我们根据S-R以及S-D信道质量的相对好坏,将优化问题分成两种情况。在每种情况下,联合功率分配问题被建模成一个非线性分数优化问题。通过引入一个非负参数,将目标函数转化为多项式形式。然后通过Dinkelbach’s Method对问题进行迭代求解,从而给出了最优的联合功率分配方案。同样地,我们通过仿真验证了方案的有效性。