无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)中继是UAV通信的主要技术之一,使用UAV作为空中中继器,可以在相距较远的用户之间提供有效可靠的无线连接,扩展通信范围,提升系统通信链路的通信质量。在现有的研究中,UAV中继的每一跳一般采用相同的带宽,限制了系统的通信性能。本文考虑了一种UAV多跳中继通信系统,并且考虑每一跳带宽的动态分配。具体而言,为了充分利用有限的通信资源,提升整个UAV多跳中继系统的通信性能,本文对信道带宽、发射功率和UAV的飞行轨迹进行联合优化。本文根据不同的用户需求,在不同的通信环境下进行讨论。本文的主要研究内容与贡献如下。1.对UAV多跳中继系统进行研究。与现有研究中的相等带宽分配方案可能会限制多跳UAV中继系统的吞吐量不同,本文将动态优化每跳的信道带宽以提高吞吐量。通过对UAV中继器的飞行轨迹、信道带宽以及发射功率进行联合优化,能够充分利用可用的自由度,最大程度的提升整个系统的通信性能。具体来说,本文优化每跳链路的带宽以及每个发送节点的发送功率和UAV中继的轨迹,以最大化端到端吞吐量。所考虑的优化问题是非凸的,难以求最优解。为了解决这个难题,本文提出了一种有效的迭代次优算法,通过使用交替优化和连续凸优化方法来解决该问题。计算机仿真结果表明,与其他基准方案相比,所提出的联合带宽发射功率和轨迹优化算法可实现更高的吞吐量。2.对认知UAV多跳中继通信系统进行研究。在保护主用户通信的情况下联合优化UAV中继器发射功率、带宽资源的分配以及UAV中继的轨迹,从而在有限的通信周期内最大化平均可实现速率,其中受制于带宽,发射功率,UAV移动性和避免冲突和多跳中继的信息因果关系,以及为保护主用户通信的干扰温度约束。本文所考虑的优化问题是非凸的,为了有效解决这个非凸问题并且降低复杂度,本文使用启发式算法得出UAV中继的飞行轨迹,然后使用次优的方法进行近似求解。与其他基准方案进行对比,仿真的数据结果证明了本文所提出优化算法的有效性。