以无线自组织网络和无线传感器网络为代表的分布式无线网络是当前无线通信领域的一个热点研究方向。一方面,分布式无线网络受无线信道衰落、网络分布式控制、节点自身能力等因素的影响,可靠性、频谱效率及能量效率比较低,限制了分布式无线网络的发展与应用;另一方面,以中继转发为基本要素的广义协作通信技术很好地适应了分布式无线网络分布式控制的特点,能够提高分布式无线网络的协作程度,实现网络性能的整体提升,推动分布式无线网络的进一步研究、发展与应用。本文以分布式无线网络为研究背景,在分析、挖掘以协作分集技术、协作复用技术、网络编码技术、机会通信技术为重要支撑的广义协作通信技术的基本特征、技术优势的基础上,探索研究广义协作通信技术对分布式无线网络频谱性能的提升作用。具体地,本文的工作可概括为以下四个方面:1.在两发一收MIMO、时间选择性衰落信道条件下,Alamouti码的最大分集增益近似为2。为提高分集增益、增强抗信道衰落能力,提出一种适用于时间选择性瑞利衰落信道的全速率空时码,在信道快速变化时具有更高的分集增益。分析了具有高分集增益时编码矩阵中参数应满足的约束条件,并针对两跳中继系统,对采用该空时码的传输方案进行了频谱效率分析。针对BPSK和QPSK调制的仿真结果表明,当发送持续4符号周期时,若信道的衰落速率较快,可获得的分集增益近似为4,提高了传输的可靠性和中高信噪比范围的系统传输效率。2.提出一种基于机会中继的网络编码分组多播重传方案,可有效提升无线多跳多播传输的有效性。机会中继改善无线链路的抗衰落性能,在多播中利用网络编码可以有效减少分组重传次数,这两种技术的有效结合进一步提高了多跳多播重传的效率。以两个目的节点为例,分别推导了采用先应式、后应式两种中继选择策略的中断概率和传输带宽,说明了该方案对于提升系统频谱效率的作用。数值结果表明:与基于机会中继的传统重传策略和固定中继的网络编码分组重传策略相比,基于机会中继的网络编码分组多播重传能够有效地减少分组的传输次数,提高传输有效性。3.为提升多跳多用户传输系统的频谱效率,提出一种基于非正交发送的复数域网络编码协作技术(CFNCO-NOT)。中继节点对接收数据进行复数域网络编码处理后同时发送,在减小无线信道衰落影响的同时,提高了传输的有效性,并且在目的节点进行简化译码即可实现最佳检测,讨论了编码系数的设计准则,并在两跳的多接入环境中分析了该技术的频谱效率。为进一步提升多用户中继系统的传输效率,提出一种基于分组压缩的协作中继技术(CRCP)。对每个接收到的分组,中继节点进行协作编码后发送,减小了分组传输时间,同时可获取分集增益以降低无线信道衰落的影响。给出了编码系数的优化设计,并以两跳、多接入模型为例,分析了CRCP对提升系统频谱效率的作用。仿真结果表明,在高信噪比区域,相对于传统的数据传输,CRCP的频谱效率提升了1/3,与CFNCO-NOT方案趋于一致;在中低信噪比区域,CRCP的频谱效率比CFNCO-NOT方案有显著提高。针对多接入信道、接收方程个数小于待检测符号个数的情形,提出了在发送端进行信号设计的方法,以求在接收端实现可靠检测,包括发送能量分配和调制方式选择两种信号设计方式。4.为提升多向中继网络的频谱效率,提出一种基于协作复用的传输技术,多个配置单天线的中继节点对空间复用信号进行放大转发,接收节点收到足够数量的样本即可译码,减少了发送时间,提高了传输的有效性。针对三节点数据交互的情形,分析了该技术的频谱效率。对频谱效率的分析结果表明,在高信噪比区域,相对于传统的和基于协作分集的传输方案,该技术的频谱效率分别提升了100%和200%。