MIMO技术虽然能够有效提高无线信道的容量和可靠性,然而体积大小、硬件复杂度和功率消耗等实际情况却限制了该技术的实用化。为了解决这个问题,协作分集技术应运而生,其基本思想是将协作伙伴的天线与自身天线看成基站的多个发射天线,形成虚拟MIMO系统,从而获得空间分集增益,提高传输性能。此外,为了满足人们对大流量的数据业务和丰富的多媒体多播业务需求,IMT-Advanced系统将传统中继／用户间协作的概念进一步扩展并提出了多基站协作多播广播传输方式。它可以提高小区边缘用户信噪比,解决盲区覆盖问题；实现多播用户在小区间的无缝切换；降低基站的发射功率,从而减少信号辐射和电磁波污染。本论文研究了协作中继系统中的单播传输和多基站协作系统中的多播传输资源分配问题,主要研究内容如下：(1)针对协作中继单用户系统中最佳联合资源优化复杂度较高的问题,提出了易于实现的次优资源分配方案。首先在等功率分配的假设下设计了比例公平子载波分配算法以达到用户吞吐量和中继公平性的有效折中。为了进一步提高系统性能,又提出了基于门限的子载波分配算法,从而阻止信道条件差的子载波和中继参加协作传输。最后,根据子载波分配结果为每条协作链路进行功率注水以充分利用有限的功率资源。本文提出的方法明显改善了系统性能,而且当分配子载波时,选择合适的门限值可以显著提高用户吞吐量。(2)针对协作中继多用户系统中的用户间公平性问题,提出了两种不同限制条件下的协作资源分配方案。首先在基站和各中继总功率受限的情况下,提出了等容量增加子载波分配算法来保证每个用户能够获得同等的容量增加值,在提高系统吞吐量的同时达到了合理的用户间公平性。为了更加贴近实际系统,又考虑了基站和各中继功率分别受限的情况,并提出了基于中继选择和用户有限反馈的子载波分配算法,该算法以牺牲一小部分吞吐量为代价,大大降低了系统的上行反馈开销,且这种性能优势会随着用户数的增加而更加明显。最后,根据这两种方案的子载波分配结果对基站和中继分别进行集中式和分布式的功率注水运算,以提高系统功率的利用率。(3)为了提高多播用户满意度,提出了基于QoS保证的多基站协作多播资源分配方案。针对多基站协作多播的应用受限于大量上行反馈开销的缺点,首先设计了一个用户反馈控制算法来决定多播用户应当向哪些基站反馈信道状态信息,从而减少了对上行反馈资源的占用。然后根据有限信道信息和不同业务的QoS需求,提出了基于QoS保证的子载波分配算法,实现了合理的多播业务之间的公平性。最后各基站利用新的迭代功率注水算法和固定功率迭代算法分配有限的功率。此方案提高了多播业务的吞吐量性能和用户满意度。而且,固定功率迭代算法有较低的计算复杂度,因此更适合于实际系统应用。(4)针对多播传输速率受限于最差用户信道状态的缺点,提出了两种基于分层编码的多基站协作多播资源分配方案。首先将多播数据编码成一个基本层和一个增强层,并提出了基于有限反馈和增强层用户选择的分层多播资源分配方案,在保证基本层速率的同时提高了增强层的吞吐量。然后,又提出了开环半动态多基站协作资源分配方案以便于实际系统应用。此方案通过引入了基于网络拓扑结构的等效小区信道增益的概念,从而避免了用户反馈信道信息,降低了资源重新分配的频率,为多基站协作多播通信系统走向实用化提供了参考。