基于正交频分复用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)调制的中继系统不仅可以利用传统的中继技术提高系统的容量、速率以及覆盖范围,而且通过有效的资源分配策略其性能可以得到进一步提升。通过对OFDM中继系统中的载波以及分配给每个载波的功率进行优化的配置,系统的性能可以得到大幅的提高。然而无论是对多跳中继系统还是双向中继系统,大部分的资源优化研究都针对非再生转发策略(中继不重新生成发送符号的策略,如放大转发),少数对再生转发(中继生成新的发送符号的策略,如解码转发)的讨论也都基于子载波独立译码的假设;针对符号级以及多个载波联合译码的再生策略的资源分配研究并未见诸于当前的文献。因此本文将着重从这一角度讨论系统的资源优化问题,并针对OFDM多跳中继和双向中继系统中的再生转发策略提出一系列完整的优化算法,这些算法可以大幅的提高各种转发策略下的系统容量。本文的主要贡献和创新如下:1.针对基于OFDM的多跳和双向中继系统(包括三步解码转发和两步去噪转发)中的再生转发协议提出了一种基于误码率修正的译码算法。这一算法利用每个比特在再生转发时出现错误的概率修正软解调器输出的LLR值,有效的克服了再生中继策略所固有的错误传播问题,并极大的提高了正确译码的几率和系统端对端的性能。由于在不同的系统中中继误码率的计算有明显的差异,本文针对多跳中继、三步双向中继和两步双向中继的误码率计算做了详细的讨论。2.分析了采用符号级解码转发策略的OFDM多跳中继系统的资源优化问题。通过建立基于二进制对称信道(Binary Symmetric Channel,BSC)的系统模型,数学上描述了联合载波配对和功率分配的最优化问题并且证明了联合最优等效于首先进行最优载波配对然后进行最优功率分配。进一步的,本文采用归纳法给出了多跳中继载波配对的最优解,理论上证明了最优的配对即是按误码率的大小顺序匹配。在载波配对的基础上,本文分析了系统功率限制和节点功率限制下最优功率分配的条件和意义,并提出了相应的联合最优算法。这些算法可以有效的增大系统端对端的容量。3.分析了OFDM三步解码转发中继系统中码字级(多载波联合译码)的资源优化问题。本文提出在三步系统中,两个通信节点在第一时隙和第二时隙使用的子载波可以相互共享并优化分配,从而提高系统的容量。对此,本文提出两种方案:一种快速的载波分配方案和一种保证两个节点载波数目一致的改进算法。在载波分配的基础上,本文分析和研究了三步码字级转发的功率优化的问题,针对不同的功率限制提出了可以有效的改善系统容量性能的最优算法。4.研究了采用符号级再生转发策略的双向中继系统中的资源优化问题。在三步解码转发中,中继会对重建符号进行网络编码,相比两步去噪转发,这提供了一个额外的可优化的自由度。本文针对两步和三步双向中继提出了一种基于贪心算法的次优载波匹配算法,并针对符号级双向中继网络下系统功率限制和节点功率限制分别提出了最优的功率分配算法。通过载波和功率优化分配,符号级双向中继的系统容量可以得到极大的提高。