无线信号的传输需要频谱作为媒介,然而,随着对无线资源需求的与日俱增,可利用的所有频段几乎没有了,另外由于频谱分配的不合理性,使得频谱已经变成一种稀缺资源。认知无线电技术被提出后在一定程度上缓解了这种危机,该技术能让次级用户使用被授予频带的主用户没有正在使用的频带进行信息传送,前提是不能对主用户造成任何有害的影响。一旦主用户要求使用这段频带,次级用户应该立即终止其信息传输进程。这样,频谱的使用效率在一定的程度上得到了提高。认知环境下,多个中继间的相互协作不仅可以提高信号的传输质量,而且可以扩大信号的传输范围。因此,多中继系统一直是无线领域的一个热点,而中继选择系统和多跳网络又是其中的典型,近年来一直备受关注。在中继选择系统和多跳网络的研究中,通信系统的性能是我们必须要关注的首要问题,系统性能的好坏将直接关系到信号的传输质量。判断一个系统性能好坏的主要性能指标包括中断概率、误码率以及信道容量。而三者中最重要的指标是系统的中断概率。近年来,虽然有许多文献研究过相关内容,然而,现有文献或只考虑像瑞利和莱斯这样特殊的衰落环境,或是忽略了通信系统中直射信道对系统性能的影响。基于上述考虑,本文对多中继系统的性能进行了研究,主要工作如下:1.针对DF协议,研究了含有直射信道的中继选择系统,并对该系统的性能进行了分析。这个两跳的系统采用半双工模式,并且信源及各个中继均安装单个天线。同时,在信宿采用选择合并的接收方案来接收信号。另外,在独立非同一分布的瑞利衰落环境下推导出了中断概率的准确表达式以及高信噪下的渐进表达式,并通过蒙特卡洛模拟仿真验证了理论分析结果的正确性。结果表明,本文得到的表达式能对一些重要系统参数对系统的影响给出一定的估测,高信噪比时这种有效性体现的更加明显。2.针对一种中继选择方案,本文在独立非同一分布的Nakagami-m衰落环境下考察了中继数目和系统衰落参数对认知AF系统性能的影响。在主接收用户能够忍受的发送功率下,分别计算出了中断概率的上边界表达式以及高信噪比时的渐进表达式。最后,通过蒙特卡洛模拟仿真验证了理论分析结果的正确性。结果显示,本文表达式对Nakagami-m衰落环境下系统性能的估计提供了一定的参考。同时,当系统中继个数固定时,分析了系统的分集增益和编码增益。3.基于DF协议,在独立非同一分布的Nakagami-m信道环境下,对一个多跳的认知协作通信系统的中断概率性能做了分析。该系统受到主用户能承受干扰功率限制的同时还受到次级系统最大发射功率的约束。通过对系统进行深入的性能分析,得出了中断概率的准确表达式和渐进表达式,然后采用蒙特卡洛仿真验证了所得结果的正确性。结果表明:系统中继个数的增加恶化了系统的性能,但是远优于无中继协作(即直接传输)时系统的性能。另外,系统数据传输链和干扰链信道质量的好坏以及主用户干扰门限与最大发射功率的相互作用关系都对系统性能产生很大的影响。