随着通信、网络及信号处理技术的不断发展,新兴的宽带多媒体业务在无线网络中日益普及。无线多播是一种带宽有效的传输方式,通过单次传输可以同时为多个用户提供多播数据,尤其适合为组用户提供高带宽需求的多媒体业务。但由于接收同一多播业务的多个用户经历的无线信道不同,致使它们能够解码的最大数据速率存在很大差别,很难选择一个合适的多播传输速率同时满足系统吞吐量和用户接收可靠性的要求。　　 为了解决传统多播存在的问题,近来在学术界引入了终端协作多播传输技术。该技术的优势在于:首先,多个协作终端构成分布式虚拟天线,可以带来显著的空间分集增益;其次,由于接收信号和距离之间的非线性衰落关系,协作节点的引入能够有效降低路径损耗对接收信号造成的衰减;最后,因为中继节点属于目标接收者的一部分,不存在单播协作通信中遇到的协作动机和安全性问题。然而,基于终端协作的多播传输也存在一系列的挑战。首先,虽然协作多播能够有效提升系统总体吞吐量,但参与协作的终端需要额外的能耗重传从基站接收到的数据,系统的总体能耗可能随着协作终端的增加而急剧增加,如何在提升吞吐量的同时有效降低总体能耗是我们面临的一大挑战;其次,协作多播的性能很大程度上取决于协作终端的选取和无线资源的有效分配,在给定总体能耗的情况下,如何优化协作集的选择和资源的分配,达到最大的系统吞吐量,仍是一个有待解决的问题;最后,现有的研究也尚未能明确协作多播是否在任何情况下都能提供比传统一阶多播传输更好的性能,以及如何合理地使用协作多播和传统一阶多播,为系统提供最好的性能。针对上述问题,本文分别对高能效的终端协作多播机制、终端协作多播功率分配及自适应多播传输机制进行了深入的探讨和研究。　　 论文的创新性工作包含三个方面:　　 (1)针对协作多播能耗控制问题,提出一种基于功率控制的高能效协作多播机制—CMS-min。两阶段终端协作多播传输方式下,当所有在第一阶段成功接收的终端全部参与第二阶段的传输并且协作终端发射功率为固定值的情况下,系统总能耗将随着参与协作终端数目增加而不断上升。CMS-min机制通过引入功率控制因子,灵活调整参与协作的终端数目,进而有效控制系统总能耗。该机制主要包含确定两阶段的传输速率、计算参与协作的终端数目以及选择协作终端三个步骤:首先,根据给定的第一阶段的覆盖率和用户的长期平均信道条件确定两阶段的传输速率,在此基础上把用户划分为成功接收用户集合和未成功接收用户集合;在给定功率控制因子取值的情况下,根据总的系统可用功率计算出参与协作传输的终端数目;最后,按照最小信噪比原则从第一阶段成功接收的用户集合中选择出合适的终端参与第二阶段的传输。仿真结果表明,CMS-min机制可以在系统吞吐量和能耗之间取得灵活折中,此外,与传统多播和现有的终端协作多播传输方式相比,能够获得更优的单位能耗上的吞吐量性能。　　 (2)针对给定能耗下协作多播的资源分配问题,提出一种终端协作优化功率分配算法—CMS-OPA。在系统总功率和第一阶段成功接收用户集合给定的情况下,以最大化系统吞吐量为目标,研究参与第二阶段协作传输的终端集合及为每个参与终端实际应分配的功率。该问题可建模为一个组合优化问题。为降低算法求解的复杂度,CMS-OPA算法借鉴了经典的子载波分配算法的原理,首先在参与终端之间等功率分配的情况下确定出参与协作的终端数目;然后,利用线性规划中的单纯形法求解出每个参与终端实际分配的功率。仿真结果表明,与等功率分配CMS-EPA算法相比,CMS-OPA算法可以获得更高的系统吞吐量性能;另一方面,能够有效解决中继节点盲目参与传输造成的额外能耗,提升终端能耗效率。　　 (3)针对协作多播和传统一阶多播的特点,提出一种基于目标覆盖率要求的自适应多播传输机制。通过我们的研究发现,当小区中用户数目比较少时,传统一阶多播的性能优于两阶段协作多播方式;反之,两阶段协作多播可以获得更高的性能。因此,以提高系统吞吐量作为优化目标、保证目标覆盖率为约束条件,提出一种自适应多播传输机制,该机制能够根据当前小区中用户数目自适应地在传统一阶多播和两阶协作多播之间转换。仿真结果表明,该机制结合了传统一阶多播和协作多播的优点,无论接收用户数目如何变化,与单一多播传输机制相比,能够获得更好的系统性能,为用户提供更加良好的业务体验。