在蜂窝通信系统中,多天线技术的应用实现了数据的高速传输。在理想条件下,随天线数目的增加系统数据吞吐量呈线性增长。其利用多天线带来的高空间自由度,基站可以并行服务多个用户。然而系统的实际性能受制于许多非理想的条件,如不充分的信道信息、收发器障碍、有限的反馈能力等。系统性能的提升依赖于资源分配策略的优化,而分配时间、功率、频率及空间等资源存在固有的矛盾。如何权衡各个因素制定次优的分配策略是当下研究的重点。近年来,随着无线设备的大量部署及无线服务的兴起,频谱资源在制定分配策略时所占比重越来越重。波束形成技术的引入不但能够有效地提高空间了频谱利用率,而且限制用户间的干扰,更重要的是其能够在一定程度上缓解频谱短缺。国内外学者针对不同的网络环境设计了许多各具特色的波束形成器,并取得资源的次优分配。显然一种波束形成器仅适用于特定的环境,其实现条件非常苛刻。随着新技术、新方法的不断引入,传统自适应波束技术得到迅速发展。特别是凸优化理论在波束形成技术领域的应用,显著地促进了该技术的发展,受到国内外学者的广泛关注。目前,针对非理想应用环境,以边界约束算法和概率约束算法为代表的稳健算法使用多种技术将非凸问题松弛为凸优化问题。但需要注意的是此类算法仍然针对特定的环境。因此,稳健算法研究重点是使用不同的技术手段尽可能逼近最优值。为了克服中继网络频谱短缺,国内外学者提出认知中继网络的概念。在认知中继网络中,初级用户授权中继节点使用其频谱资源,但要求中继对初级用户的干扰低于预先设定的阈值。在中继通信过程中,中继节点构建一个虚拟的多输入多输出系统(MIMO),协助功率有限的源节点和目的节点通信。在众多中继通信技术中,波束形成技术通过控制功率的空间分配,不但实现了对初级用户的干扰功率的控制,同时也保证二级用户的可靠通信。本文针对真实认知中继网络环境设计一种实用且高效的波束形成器。考虑到每个中继所处环境的差异,中继与用户之间的通信链路衰落特性各不相同。其中一些信道状态良好,而某些可能处于较深的衰落。因此,并非所有的中继节点都适合参与波束形成,同时初级用户和二级用户的共存带来的干扰温度约束增加了中继选择算法的设计难度。本文以解决频谱资源短缺、提供可靠的通信服务为重点,寻求一个在传输功率最小和最优中继子集折衷的资源分配策略。利用凸优化理论,将非凸优化问题松弛为易于求解的凸问题。进而较为高效地构建波束形成器。