在无线协作通信系统中,如何充分利用网络资源来实现低功耗、高性能的传输已成为协作通信技术领域的研究热点。本文针对多用户多中继无线协作通信系统,利用博弈论和凸优化理论对无线协作通信系统中功率控制和信道分配机制进行研究。针对多用户协作通信网络中节点的自私性和资源分配的复杂度,提出一种多主多从博弈学习的功率控制算法,实现用户和中继发送功率的联合优化。首先,考虑节点传输自私性,引入虚拟价格机制,用户向中继提供一定回报激励其参与协作传输。其次,利用Stackelberg博弈将用户和中继的交互建模为一两级模型,其中继作为主导者,用户作为跟随者,为两者建立不同的效用函数。再次,在每级博弈中,将各用户间的功率控制和中继节点内部的价格竞争建模为非协作博弈,实现节点功率分配和中继价格策略的优化。最后为了降低节点问信息交互带来的通信开销和算法复杂度,提出基于效用学习的策略更新机制,通过博弈的重复进行实现能量的有效利用。针对协作用户链路质量和服务需求的差异性,为多用户协作通信系统设计公平性和QoS约束的信道分配机制。首先,引入比例公平策略提高链路质量较差用户的资源竞争力,使每个用户能够获得公平的传输速率。其次,设计实时和非实时用户满意度效用函数,实现用户服务满意度到QoS指标的量化映射。然后,将信道优化分配建模为效用最大化问题,采用拉格朗日松弛算法对问题进行求解。最后,为了降低算法复杂度,采用分步法优先分配实时用户信道,在保证实时用户传输速率需求的情况下最大化非实时用户的效用,从而实现信道资源的有效利用。最后,利用Matlab仿真工具对提出的多用户协作通信网络中的多主多从博弈学习的功率控制机制和公平性、QoS约束的信道分配算法的有效性进行仿真验证。