随着3G无线网络的推广以及4G时代的到来，无线通信技术已经从根本上改变了我们的生活方式。无线通信领域中的协作中继通信技术的提出，不仅可以在每个节点之间通过虚拟的单天线进行传输信号，有效对抗多径效应，且在多个节点协作传输时，又可增加空间分集增益，提高系统容量。协作中继通信技术的研究问题目前有系统的误码率研究、资源分配问题分析等。本文以协作中继的系统性能分析为基础，在不同的转发协议下对系统误码率进行比较，然后引入压缩感知（Compressed Sensing，CS）在信道估计中的应用，最后联合功率分配对中继协作系统进行信道估计。主要研究内容如下：首先介绍了中继通信的系统模型，在中继处采用不同的转发协议：放大转发（Amplify and Forward，AF）、解码转发（Decode and Forward，DF），于单中继系统和多中继系统里对误码率公式进行了推导。然后仿真出了不同中继不同协议下的误码率比较图。其次引入压缩感知理论。从压缩感知的取样压缩重构介绍了其理论知识，并将其应用到了信道估计中。在信道估计中的应用，将压缩感知算法与传统算法相比较，得出采用CS时，在估计得到相同的信道性能时需要更少的导频。最后研究了协作中继通信的功率分配问题。并且基于系统最大化容量和最小平均误码率提出了一种最优功率方案。在经典的平均功率分配方案中，在中继处采用分布式空时编码，采用44的准正交空时编码，对源节点和中继节点分配功率后再在接收端进行信道估计，此时的估计值明显优于随机功率分配下的信道估计状况。