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MBMS系统通过多个用户共享信道的方式减少频谱开销，让更多的用户可以享受丰富多彩的多媒体业务，拥有广阔的应用前景。如何通过现有的通信技术提升MBMS系统的性能，让其更好地工作是本文研究的目标。在无线通信领域的诸多物理层关键技术中，中继传输技术被认为是未来通信系统降低误码率、提升信道容量的重要手段之一，它通过多跳的方式节省了功率的开销，并获得了分集增益。本论文以中继传输技术为切入点，主要工作归纳如下:
(1)面向固定中继场景研究了MBMS系统下不同的中继协作协议，也即分析基站和中继之间如何配合传输信号的问题。本文分别在AF模式和DF模式中继的条件下从容量的角度分析了三种不同中继协作协议，并通过仿真的方式得出三种协作协议的优劣关系。此外，本论文还分析了在两种模式的中继条件下，基站和中继的发射功率对三种协议的遍历容量和小区中断容量的影响。
(2)在无固定中继场景下讨论了MBMS系统的多用户协作策略问题，在前人工作的基础上，本文总结出适用于MBMS系统的全转发策略和最好用户转发策略。由于MBMS系统有许多接收用户，UE无法获知其与周围其它用户之间的信道信息，因此，本文在无法获知前向信道信息的条件下证明了全转发策略是最优策略。对于最好用户转发策略，论文给出了其在MBMS系统下的具体执行办法。然后，本文提出了一种随机转发策略，并给出了转发概率确定的方法和依据。最后通过仿真比较的方式分析了随机转发策略与其它策略在中断概率及功耗上的异同，得出结论:随机转发策略性能接近于最优的全转发策略，功耗比最好用户策略大但低于全转发策略，且实现复杂度最低。
(3)研究了空时编码在MBMS系统场景中的应用问题，推导了中继场景下，采用正交空时分组码方案时接收端对应的M级正交幅度调制信号对应的比特错误概率表达式，并通过蒙特卡洛仿真方法对公式进行验证。然后，本文利用该结果对比分析了3GPP协议所规定的Alamouti方案与一种3/4速率的正交空时分组码方案在配备4根发射天线的无中继场景及中继场景下比特错误概率性能，从仿真结果来看，在高信噪比条件下，采用3/4速率的正交空时分组码方案来传输MBMS信号可以获得更低的比特错误概率。