采用正交频分复用的多载波中继(Multicarrier Relay,MR)协作技术,可以提高通信系统的频谱利用率、扩大通信范围及减少长距离通信过程中出现的信号衰减等问题。同时,在时延敏感的无线通信环境下,时延服务质量(Quality-of-Service,QoS)是衡量无线通信系统性能的一个重要指标。另一方面,能量收集无线通信系统可以降低对外界供电设备的依赖,依靠自身收集能量进行通信,实现通信的可持续性和稳定性。因此,在具有能量收集节点的多载波中继(Energy Harvesting MR,EHMR)通信系统中,考虑时延QoS要求,如何合理分配系统频谱、功率等资源,提高整个系统的通信性能,是资源分配研究的核心。论文针对基于时延QoS的EHMR通信系统,分别在确定信道和不确定信道信息场景下,采用凸优化方法和鲁棒性优化方法,对通信系统的子载波和功率分配进行研究,规划问题、求解,并进行仿真验证和分析。论文的研究工作包括:(l)简述了基于时延QoS要求的EHMR系统研究的相关背景,如多载波中继通信技术的发展和研究、能量收集通信系统的研究概况、满足时延QoS要求的通信系统的资源分配研究以及非确定信道下的鲁棒性资源分配研究等。进一步,论文介绍了相关数学理论基础,如凸优化理论、Taylor近似法、鲁棒性优化方法等。(2)在信道状态信息确定的情形下,研究EHMR系统的资源分配问题。以实现通信系统的有效容量最大化为目标,满足系统时延服务质量QoS的要求,建立系统模型并规划优化问题。同时,利用Taylor近似和凸优化理论对对优化问题求解,并采用子梯度迭代法进行数值求解,得到系统的最优资源分配方案。为降低计算复杂度,论文提出一种次优化的资源分配方案,根据信道状态信息对子载波进行分配,确定子载波分配方案后,重新规划问题,求解得到信号发送功率的分配方案。在以上基础上,利用蒙特卡罗仿真方法对提出的最优资源分配方案和次优资源分配方案进行验证和分析。通过几种资源分配方案的对比结果表明,在相同条件下,采用提出的最优资源分配方案,在保证时延QoS条件下,可以获得最大的有效容量,通信性能最优。(3)考虑在非确定信道状态信息的情形下,研究EHMR系统在满足时延QoS要求的鲁棒性资源分配方案。采用Worstcase方法,将非确定信道下的信道功率增益值表示为估计值和误差值两部分之和,且利用一般范数模型可以将误差值表示成一个不确定集并且为该不确定区域设置一个上界。在满足能量约束和时延要求的条件下,规划鲁棒性优化问题,然后利用拉格朗日对偶方法对该问题进行求解,获得鲁棒性资源分配问题的最优解。该最优解中信道功率增益值含有不确定的参数:不确区域的上界和在该不确定区域中功率增益取各种值的取值概率。在以上基础上,论文进行仿真分析,研究了信道功率增益值、不确定区域上界和取值概率之间的关系,进一步,分析了鲁棒性资源分配方案中时延QoS参数、各时隙收集的能量、不确定区域上界和取值概率等参数对通信系统有效容量的影响。结果表明,在非确定信道状态信息下,提出的鲁棒性资源分配方案能够实现有效容量和系统稳健性的折衷。