多输入多输出(MIMO)技术通过在终端配置多根天线实现多发多收,能够抵抗无线信道中多径衰落的影响,在提高未来无线通信系统的容量和可靠性等方面具有巨大的潜力。然而,实际系统中的移动终端或者网络节点受到自身体积、复杂度和功耗的限制,很难直接应用MIMO技术。协作中继,由于中继对其临节点信息的处理和转发,可以在接收和发送终端之间形成虚拟的天线阵列,被看作是增强无线通信系统覆盖范围及提升错误性能的有效通信方式。本文从中继节点选择、功率分配及正交频分复用(OFDM)系统的子载波配对等方面研究了协作网络的资源分配问题。具体研究成果如下：1.讨论了双向协作多中继OFDM网络的寿命优化问题,并对网络寿命最大化进行建模。由于最大化模型中源和中继节点选择问题相互嵌套,无法通过一次计算得到联合最优解。因而基于对节点能量的定价提出一种次优算法,该方法将各子载波的功率分配、中继及源节点选择进行分步优化。优化目标是使得网络在满足一定吞吐量的前提下,消耗能量总价值最小。分别考虑了源与目的节点间有无直接链路两种场景。在有直接链路场景下分析了最大比值合并(MRC)和选择合并(SC)两种分集方式对功率优化的影响。仿真结果表明,新算法的网络寿命比已有算法有显著提高。2.在协作单源多中继OFDM系统中,基于子载波配对及子载波独立选择中继节点的思想研究了网络寿命的优化。首先提出一种穷举方法,称为EALM(Exhaustive Approach for Lifetime Maximization)+MEC(Minimum Ener-gy Cost)算法。该方法先列举所有的子载波配对与中继选择联合决策,然后在每种决策下利用拉格朗日法求解最优功率分配,最后选择损耗能量价值最小的联合决策。由于穷举算法受到计算复杂度的限制,进而基于子载波的单位信噪比(SNR)代价将中继选择与子载波配对分步优化,提出两种低复杂度算法,分别称为JRSSP(Joint Relay Selection and Subcarri-er Pairing)+MEC与SPRS(Subcarrier Pairing and then Relay Selection)+MEC算法。仿真结果表明,两种低复杂度算法与穷举算法相比网络寿命性能损失较小,实用性较强。3.将OFDM与基于多用户的协作中继策略相结合,在多源多中继协作OFDM系统中首先研究了最大化系统生存时间的资源分配。由于它属于混合二进制整数规划问题,所以获得最佳的解决方案变的非常困难。因而提出一种分两步实现的中心式策略：在每段传输区间内,源-中继的选择及子载波的配对可以根据中继链路的信道状态信息及网络中各终端的剩余能量首先被确定；之后利用拉格朗日方法可以求得最优的功率分配。数值结果也明显的验证了所提算法的性能优势。4.首次讨论了双路径AF中继网络以最大化接收信噪比为目标的资源分配。分别归纳了双路径中继网络在应用“部分干扰消除”和“完全干扰消除”机制时瑞利衰落环境下接收信噪比的一般表达式,并提出了中继选择与功率分配算法。理论分析表明,由于不同的中继节点在相邻时隙内交替地帮源节点转发信息,双路径中继网络的功率分配方法与传统单路径中继网络很不相同。仿真结果显示,仅需要很少的额外开销,所提方法的传输速率即可高于已有机制。5.研究了双向中继系统在应用物理层网络编码(PNC)时的功率分配与中继选择问题。研究目标是通过分配资源来提高系统的传输速率,这包括：两个方向上速率的小者及系统和速率。由于这两种优化目标均不是连续可微函数,我们首先基于单向中继系统的研究成果求解问题的次优解,然后在次优解基础上对原问题重新建模。特别地,以最大化和速率为目标时,需避免系统在MAC时隙内的传输速率成为瓶颈。数值结果显示,通过执行新提出的分布式功率分配与中继选择算法,双向中继系统的目标速率比单向中继或其它已有方法均有显著提高。