无线通信网络的飞速发展和无线业务需求的增长,使得有限的无线资源与不断提高的服务质量之间的矛盾日益尖锐。跨层优化问题作为下一代无线通信系统的关键理论,该理论不再遵从传统的分层优化的思想,而是把网络各层作为一个整体,充分利用各层之间相关信息进行统一设计、优化和控制,进行无线网络协议的整体优化,从而达到高效利用无线资源的目的。本文主要解决的是多用户OFDM系统和WSN系统中的跨层优化问题。本文在解决多用户OFDM系统和WSN系统中的跨层优化问题时,和传统的解决方法相比都表现出了明显的改进效果。本文首先对相关的理论知识进行了介绍,详细介绍了粒子群优化算法的机理以及对跨层优化进行了介绍,而后介绍了OFDM系统以及如何在多用户OFDM系统中进行自适应的资源分配。一般的通信问题都是实际的工程问题,具有约束性、复杂性和建模困难等特点,解决这类问题时最常用的群智能优化算法。与经典优化算法相比,群智能优化算法具有操作简单、收敛速度快、高度并行、自组织、鲁棒性强等优点。本文采用群智能优化算法中的粒子群优化算法,该算法收敛速度快且需设置的参数较少。在多用户的OFDM系统中针对用户不同的QoS要求,给出了一种自适应的资源分配方案。在子载波的分配过程中设置用户调度优先级时分别考虑物理层的CSI和MAC层的用户的等待时间,在子载波分配完成以后,利用粒子群优化算法对子载波上面的功率进行动态分配,最大化系统容量。无线传感器网络作为一种特殊的无线自组织网络,具有节点数量大、计算能力和电池能量有限等特点。该系统现在的应用越来越广泛,与之相关的优化问题自然而然也就变成了研究热点,在论文中我们研究的是无线传感器网络的网络生命周期问题,用来解决节点的电池能量有限并且不能及时更换的问题,希望获得更好的能效性,延长整个网络的生存时间。LEACH协议是针对无线传感器网络设计的低功耗自适应分簇聚类路由算法,因为它的较好的节能效果和简单的流程步骤得到了广泛应用,但同时也会造成簇首节点负担过重的问题。针对该问题在文章的最后一章我们对LEACH协议进行了改进,我们构造了一个新的函数,该函数同时考虑了节点的剩余能量和节点发送数据时需要发送的距离,实验结果表明了该改进方案相对于LEACH协议有很大的改进。同时我们还对多传感信息融合的相关理论进行了介绍。本文以粒子群优化算法的具体应用为主线,把算法分析和工程应用充分结合,重点介绍的是该算法在通信跨层资源分配方面的应用的研究工作,对于现在越来越稀缺的通信资源有很好的指导作用。