随着智能终端多媒体业务以及用户对数据传输需求的飞速增长,物联网已经成为未来通信业务的另一个重要发展方向。M2M作为物联网最广泛的应用形式,得到了学术界和应用界的广泛关注和研究。M2M通信的终端用户具有频繁接入、上行占优、小数据传输等特征。因此,研究M2M在中继网络的上行链路资源分配问题具有非常重要的意义。本论文以上行链路资源分配问题为主要研究对象,研究了上行链路终端用户的吞吐量以及能量消耗问题。本文的主要创新点包括:首先,研究了M2M在中继网络的上行链路资源分配问题,认识到上行链路资源分配问题的本质均为功率问题和吞吐量问题,结合博弈论的相关知识,提出了一种基于合作博弈论的资源分配优化算法。建立了宏基站和家庭基站中继网络模型,引入合作博弈论将该上行链路资源分配优化问题转化为最大最小效用函数问题,并运用Shapley函数给出求解算法。通过Matlab软件搭建系统仿真环境,仿真结果表明,与传统的注水算法以及等功率算法相比,本文算法在考虑到终端用户公平性以及大幅度减少系统总发射功率的情况下,有效地提高了终端用户的吞吐量。其次,研究了M2M在中继网络的上行链路节能问题,根据M2M自身的通信特点以及频谱资源的有限性,结合低功耗有助于延长终端设备寿命的特性,提出了M2M在LTE-A中继网络的上行节能算法。区别于传统仅考虑非回程情况的上行链路,本文同时考虑到回程链路的能量消耗问题。从时分双工(TDD)角度出发,联合采用空间复用和调制编码策略,定义权重函数,通过选择相应的中继组成并行传输组,对能量消耗问题进行优化分析。旨在保证服务质量(Qo S)的同时,实现终端用户总能量消耗最小化。最后,本文工作进行了总结与展望,指出了本文存在的问题以及下一步研究的方向。