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人们对随时随地的进行自由通信的渴望促进了无线网络的迅速发展,基于中继技术的无线网络的出现令传统无线网络一直存在的覆盖和容量等诸多问题迎刃而解,中继技术成了满足下一代网络未来通信网络高容量、高速率和广覆盖需求的极有前途的方案。本文以无线中继系统为研究背景,研究无线中继系统中的关键问题,重点对分布式空时协作系统设计、同步问题和中继系统的接纳控制机制进行了全面而深入的研究。本文从无空时协作中继系统入手,分别研究了放大转发(AF)和解码转发(DF)方式下中继协作的误码率和容量表现；并对任意信噪比(SNR)瑞利衰落信道下DF中继协作系统的中断率的闭式解作了推导和仿真实现。对采用空时编码的分布式空时协作系统,仿真研究了平坦瑞利块衰落信道下,分别采用AF和DF模式的系统的BER性能。并进一步扩展到频率选择性瑞利衰落信道下分布式空时中继系统的研究,通过在经典Alamouti空时码基础上改进设计的Alamouti-like空时分组码,以及在收端采用单载波频域均衡(SC-FDE)技术,设计了一套完整的对抗频选衰落的系统方案。本文也就分布式空时中继系统的时间同步问题进行了研究,同时也扩展到基于正交频分复用(OFDM)的空时中继系统的同步算法设计同时本文进一步研究了结合正交频分多址(OFDMA)方式的中继系统中,与路由策略有效结合的呼叫接纳控制(CAC)算法。以最大化中继传输下可减少使用的子载波数目为优化目标,综合考虑了已接入用户的QoS需求、中继和用户间的选择配对和中继负载等各方面的约束,提出了几种改进的CAC算法,并仿真研究了不同速率要求的业务比例对系统性能的影响。