在第五代移动通信技术中数据流量呈现了爆发式的增长,使得无线通信网络研究迎来了更大的挑战。一方面,合理利用传输网络中的信息在有限的网络资源条件下设计出高频谱效率的传输方案;另一方面,在实际无线通信场景中,由于反馈延迟、量化误差和噪声干扰等造成的信道估计误差是无线通信系统设计难以避免的问题。如何对不完美信道状态信息建模以及在存在信道估计误差情况下设计出具有鲁棒性、高性能、能量消耗可持续的信息传输是无线通信理论研究十分重要的问题。中继技术因其可以扩大通信网络传输范围而被广泛应用,但在传统中继传输网络中中继数据接收和信息转发模式具有强耦合性,当在中继端考虑资源存储时,通信网络中的强耦合性可以得到有效的降低,为传输系统引入了更高的时间自由度,进而提升传输效率。同时,实际通信场景中信道估计误差会影响信息传输的有效性,在不完美信道状态信息条件下研究无线传输方案更具有实际应用价值,近些年来受到了广大国内外学者的关注。在论文的研究工作中,将信道估计误差纳入设计,采用缓存辅助的鲁棒无线中继通信技术,解决了实际应用场景下缓存辅助无线中继通信的鲁棒性问题,在保障信息的可靠传输的同时,充分利用缓存辅助所带来的传输性能增益。首先,为了更准确地刻画信道估计的不完美对无线中继通信的影响,论文首先考虑了一种全新的统计信道估计误差模型,该模型能更准确地反映在实际导频辅助信道估计条件下信道状态信息的不完美程度。其次,论文在新提出的统计信道估计误差模型基础上,将信道估计误差显式地纳入了存储辅助无线中继传输方案设计,根据数据和能量队列稳定条件下最大化系统可达吞吐量,提出了不完美信道状态信息条件下的自适应存储辅助无线中继传输方案。论文分析了信道估计误差对缓存无线中继传输方案的影响,论证了在信道估计误差条件下,将信道估计误差显式地纳入了存储辅助无线中继传输方案设计可以获得鲁棒的缓存辅助的自适应传输方案。论文的分析结果表明,鲁棒的缓存辅助的自适应中继传输方案仍能获得显著优于非缓存辅助的自适应中继传输性能,对于实际系统设计缓存辅助自适应中继传输方案具有重要的参考价值。接着论文研究了不完美信道状态信息条件下协同多中继安全传输技术。针对存在窃听者的多无线中继场景,当存有数据的中继满足安全传输要求时,允许中继端利用非正交多址的方式向目的端转发信息,充分利用多个中继给无线通信系统带来的空间增益,提升系统可达速率。根据节点队列信息稳定的约束条件下最大化系统安全速率,本文提出了不完美信道状态信息条件下的自适应鲁棒安全传输方案。分析得到了中继数对传输调度机制的影响,系统的平均传输时延与可达安全速率之间的折中关系以及导频开销对系统可达速率的影响。总之,本文针对不完美信道状态信息条件下缓存辅助中继网络进行了深入的研究,探究了实际无线通信场景中信道估计误差对缓存辅助无线中继通信系统性能的影响,揭示将信道估计误差纳入缓存辅助自适应中继传输方案设计可以获得鲁棒的自适应中继传输方案,对于真实无线通信场景下设计无线中继通信系统具有重要的参考价值。