无线协同通信技术通过用户间彼此共享资源,可获得空间分集增益,有效提高系统传输性能,因而近年来受到了无线通信领域广大学者的广泛关注,成为研究热点之一。协同通信性能的提升依赖于具体的应用场景以及该应用场景下的协同策略与资源分配,针对不同的应用场景设计协同策略与资源分配算法是协同通信领域的研究重点之一。本文对平坦衰落单载波系统和正交频分复用(Orthognal Frequency Division Multiplexing, OFDM)系统下的典型应用场景的协同策略与资源分配进行了深入研究,主要研究内容和成果如下:针对平坦衰落单载波系统,基于对放大转发(Amplify-and-Forward, AF)和解码转发(Decode-and-Forward, DF)的协同中继传输中断性能的分析,提出了总功率受限时基于统计信道状态信息的功率分配与最佳中继节点选择算法以降低系统中断概率,解决了实际系统即时信道状态信息获取困难和开销大的问题。其次,对于节点功率独立受限的双向AF中继传输系统,研究发现其系统容量和中断概率并不完全随节点发送功率的增加而分别得到提升或降低,因而分别提出了最大化系统容量和最小化系统平均中断概率的功率分配算法,该算法可以应用已有的凸优化工具直接求解,相对于节点以最大功率发送的策略,不但提高了相应的性能,而且显著减少了系统总功率消耗。为了提高协同空时编码(Space-Time Coding, STC)系统的可实现性,针对平坦衰落信道,提出了的一种DF模式下基于Alamouti码的自适应中继节点选择与传输策略,并给出了Rayleigh信道下该策略的平均中断概率与误比特率的闭合表达式。该策略将机会中继的思想应用于基于Alamouti码的协同空时编码系统,可获得与机会中继策略相同的分集增益,而编码增益优于机会中继策略,并且只需两个中继节点参与协同传输,有利于实际系统的实现。针对节点功率独立受限的OFDM系统,提出了一种AF模式下基于Alamouti码的协同传输策略,该策略仅需一个中继节点参与协同传输,目的节点译码复杂度低,可实现性强。并以最大化系统容量为目标提出了相应的功率分配算法,该算法将最优化问题分解为三个子问题分步求解,并对目标函数和计算结果进行线性化处理,有效降低了算法复杂度,同时能够获得较好的容量性能。针对节点功率独立受限的协同DF OFDM系统,分析了基于最大系统容量的最佳中继节点选择下的系统中断性能,提出了一种基于改进的线性注水算法的差值补偿功率分配算法,该算法通过注水功率分配分别最大化每一跳的信道容量,然后固定某一节点的分配功率,对另外一个节点每个子载波上的功率进行调节,逐步提高系统容量,对功率没有消耗完的节点的多余功率进行回收,从而节省了系统总功率消耗。传统的协同DF OFDM系统中,中继节点在某个子载波上接收到的数据将在一个指定的子载波上进行传输,这就限制了频谱使用效率的提高。针对该问题,提出了比特重分配的DF传输策略以及该策略下的联合中继节点选择的最优功率分配算法。该策略下,中继节点将每个子载波接收的数据比特进行汇总,然后依据中继节点到目的节点在每个子载波上信道增益重新进行比特分配,分析表明每个子载波功率给定的情况下,该策略的系统容量总是大于传统DF模式下的系统容量。该传输策略下,通过对每个节点分别执行速率自适应的功率分配,并选择信道容量最大的中继节点作为协同中继,最后对源节点和协同中继节点中信道容量较大的节点执行差值自适应功率分配,在保证系统容量最大化的基础上使得系统总功率消耗最小。针对多中继协同DF OFDMA系统,分析了基于等价信道增益进行子载波分配的系统中断性能,提出了总功率受限下以最大化系统容量为目标的一种联合子载波匹配、子载波分配和功率分配的简化的资源分配算法。该算法将每个中继节点的两条链路的子载波分别进行排序,然后对排序后的子载波进行匹配,并将其分配到等价信道增益最大的中继节点,最后通过线性注水功率分配算法,对子载波对分配功率。研究表明提出的算法有效的提高了频谱使用效率,克服了穷举法和迭代注水功率分配算法复杂度过高的缺点,大幅度降低了实现复杂度。根据实际的蜂窝网络特点,考虑中继节点固定的应用场景,提出了一种基于增量中继的协同策略以及该策略下的资源分配算法。考虑用户功率约束、QoS约束和子载波信道增益,基站采用贪婪搜索的方法给用户的每个子载波分配数据比特,以最大化每个用户的传输速率;对中继节点执行联合数据符号分配、子载波分配、中继节点选择与功率分配的一种低复杂度的资源分配算法,减少中继节点传输时的功率消耗。该策略综合考虑频谱使用效率、用户传输速率和QoS,为协同通信在OFDMA蜂窝网中的应用提供了一种参考解决方案。