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本文首先研究LTE上行链路传输方案的基本原理，即采用带循环前缀的单载波频分多址接入(SC-FDMA)技术。然后对协作通信的基本思想、中继转发策略、网络拓扑结构以及信号合并方式展开研究。根据协作中继网络拓扑结构的不同，本文研究工作主要基于两跳单中继协作传输系统和两跳多中继协作传输系统。分别针对以上两种系统模型的协作中继节点选择和功率分配算法展开具体研究。主要研究内容如下: (1)单中继节点选择和功率分配的研究。首先对基于最大路径损耗最小算法(LMP)进行分析，指出该算法的缺点和不足，并在此基础上提出一种改进的LMP算法，改进算法可以解决传统LMP方案存在的问题，并提高系统性能。仿真结果表明，本文改进算法在误码率，功率消耗和平均频谱效率三个方面，都能得到较好的改善。然后考虑到实际生活中手持终端功率受限的情况，研究功率分配问题，通过理论分析推导出源节点和中继之间的优化功率分配，并对AF和DF协作系统，分别给出结合优化功率分配方案的中继节点选择算法。仿真结果表明，当中继到目的节点的链路质量与源节点到中继的链路质量的比值增大时，优化功率分配的性能比等功率分配的性能能有一定的改善。 (2)多中继节点选择和功率分配的研究。首先利用矩生成函数对多中继节点AF协作系统的平均误符号率性能进行分析，得到BPSK调制下平均误符号率的表达式。介绍了基于系统平均误符号率的三种中继选择算法:所有节点参与协作（AAF），预先选择单个节点参与协作(SAF)和穷举搜索算法。然后利用简化后系统平均误符号率的表达式，提出一种改进的中继选择算法，并结合次优功率分配进一步改善系统性能。仿真结果表明，结合次优功率分配的改进算法能够取得和结合次优功率分配的穷举搜索算法相似的性能，但运算复杂度低于穷举搜索算法。同时，改进算法弥补了AAF算法和SAF算法分别在低信噪比和高信噪比情况下的不足且性能优于AAF和SAF算法。最后，根据比较直接传输和协作传输时的系统平均误符号率性能，给出一种简单的确定协作信噪比门限值的计算方法，该方法解决了系统何时协作的问题。