随着移动通信网络不断地发展,对系统的频谱效率和容量提出了越来越高的要求。在蜂窝网络中,由于小区边缘用户距离基站的距离较远,使得此类用户的性能受到严重影响。协作中继网络能够明显改善系统的频谱效率,提高系统容量,改善小区边缘用户的性能,吸引了越来越多研究者的关注,被认为是下一代移动通信的关键技术。由于在协作中继网络中存在多种通信节点,如何有效地选择这些通信节点,以改善协作中继网络的中断性能,提高协作中继网络的分集性能,成为值得关注的问题。因此,针对不同的中继网络结构,本文提出了相应的通信节点选择方案,并分析了所提选择方案的中断性能。由于通信节点存在能量受限的情况,在本文中也研究了当中继网络中节点进行能量收集时,系统的中断性能,并优化了功率分配因子,使中断概率最小化。本文的主要创新点和贡献如下所示:1)本文研究了中继网络存在直传链路且能够实现双向传输时,系统的中断概率性能。所研究的中继网络是包含多个源节点,多个中继节点,一个目的节点的双向中继网络。中继网络中的节点工作在全双工模式,从而提高了频谱效率和系统容量。同时,源节点和目的节点之间的直传链路存在,并可用于信号传输。针对此中继网络,提出了一种联合源节点—中继节点的选择方案。针对所提的节点选择方案,分析了系统的中断概率性能,并且在分析中考虑到残余自干扰对系统性能的影响。接下来,分析了在高信噪比情况下,中断概率的渐近表达式,得到了系统的分集阶,并分析了直传链路对系统分集阶性能的影响。2)本文研究了当中继节点天线的发送/接收模式根据中继链路状态动态调整时系统的中断概率性能,同时考虑了直传链路对中继网络中断性能的影响。由于源节点和中继节点接收天线之间的信道或中继节点发送天线与目的节点之间的信道处于深衰落,网络的中断性能受到严重影响。因此,本文研究了中继节点处两根天线的发送/接收模式根据中继链路动态调整的方案。中继网络包含一个源节点,多个中继节点和多个目的节点。中继节点工作在全双工模式,其他节点工作在半双工模式。在源节点处配置了多根天线,并采用了波束成形技术以提高系统的性能。同时,每个中继节点配置有两根天线,一根天线用于接收信号,另一根天线用于发送信号,目的节点配置单根天线。针对所研究的协作中继网络,在文中提出了一种联合目的节点—中继节点选择和天线模式选择方案。针对所提的节点选择方案,计算出直传链路信噪比和中继链路信干噪比的概率分布函数。基于概率分布函数表达式,分析了所提方案的中断性能,并给出了中断概率渐进表达,分析了系统的分集阶性能。3)本文研究了当中继节点能量受限时系统的中断概率性能,同时优化了中继节点功率分配因子,使系统的中断概率最小。由于中继网络的中继节点存在能量受限的情况,需要考虑在中继节点处采用能量收集技术。本文研究了一种能量收集中继网络场景,此中继网络包含了一个多天线的源节点,多个单天线中继节点和一个单天线目的节点。中继节点能量受限且工作在半双工模式,因此在中继节点处采用了能量收集技术,以延长中继网络生存时间。在所研究的场景中,源节点和目的节点之间的直传链路存在且可以用于信号传输。针对所研究的中继网络,分析了中继系统的中断性能,同时分析了系统的分集阶性能,并分析了直传链路对系统的分集阶影响。同时,在文中优化了中继节点的功率分配因子,以使系统的中断概率最小。