下一代移动通信系统需要支持高速率、高可靠性的数据传输，提供端到端的服务质量保证。MIMO技术和OFDM技术已经被广泛认为是下一代移动通信系统中的主要候选技术。在频率选择性衰落信道中，自适应MIMO-OFDM系统可以用较低的复杂度，实现高性能、高频谱效率的通信，并通过动态调整各种传输参数使得系统资源配置能适应信道的变化。自适应子载波分配技术就是在多用户OFDM环境中，根据各个用户的信道状况，动态地调整子载波资源在用户间的分配。大量的研究结果已经证明，自适应子载波分配技术能够有效利用系统中由于随机的用户位置而产生的多用户分集效应，从而大幅度地提高OFDM系统的容量或性能。本论文针对多用户MIMO-OFDM系统，开展了相应的子载波分配的研究工作。与SISO-OFDM系统中对于自适应子载波分配的研究不同，在MIMO-OFDM环境中，需要针对特定的传输策略和设计目标，推导相应的子载波分配策略或算法。本文较为系统和完整地给出了多用户MIMO-OFDM系统的子载波分配解决方案，其中包括了不同传输策略和设计目标下的自适应分配准则和算法。本文的三、四两章分别研究了基于容量最大化目标和波束形成传输策略的多用户MIMO-OFDM系统子载波分配算法。以提高系统容量为目标，本文第三章推导了不同信噪比下的子载波分配准则。从数学分析和仿真结果来看，通过自适应子载波分配可以获得更高的系统容量。本章还讨论了能兼顾用户间资源分配公平性的子载波分配算法。而第四章所提出的基于波束形成的自适应子载波分配策略相对于静态的分配方式有明显的性能改善。空间分集一方面使信道的衰落程度得到了缓解，但另一方面也在一定程度上削弱了多用户分集效应，但自适应子载波分配仍然能进一步提高系统的性能。此外，本章还推导了在部分信道信息下具有较好鲁棒性的子载波分配准则。在无线通信系统中，无线信道中的信号会随着空间、时间和频率上的随机波动产生畸变，而分集是对抗衰落的强有力的技术。空间分集技术由于可以与时间分集、频率分集相结合，并在其基础上提供极大的性能增益而成为一种很有吸引力的技术。空间分集的一种传统应用是通过天线阵列来实现的，如MIMO技术。但是，由于尺寸、能量、价格等因素的限制，在用户端配置多天线具有一定的困难。最近，利用用户间协同、中继协同和天线单元间协同等方式的协同分集技术给出了一种全新的解决方案。其原理是各用户通过分布式传输和处理分享各自的天线和其它资源，从而形成一个虚拟天线阵列，构成虚拟的MIMO系统。本文针对协同分集技术中的中继协同策略问题进行了相应的性能分析研究。本文第五章提出了一种AF-DF混合的中继协同模式：源节点广播信号给所有的中继节点，对于能正确解码校验的中继节点采取DF模式转发信号，而其他节点采取AF模式转发信号。这样，既可以利用DF协同模式的高接收端信噪比，又不会因为中继节点不能正确解调和解码接收到的信号而造成中继节点的闲置，从而有效地提高了系统性能和中继节点利用率。此外，本章还分析了各种同信道干扰下DF协同模式的系统性能。本文第六章推导了多天线中继DF协同模式的系统中断概率，并根据实际通信系统的性能需求，推导了最小路由数最大比合并接收下的系统中断概率。最后，本章提出了一种中继天线的自适应分组算法，以提高系统的性能。