随着无线通信技术的发展，人们对随时随地自由通信的渴求越来越强烈，有限的无线资源与不断提高的多媒体业务质量要求之间的矛盾日益尖锐，无线资源分配技术在一定程度上解决了这个问题。因此，如何用无线资源管理的各种方法对复杂的无线物理信道、网络资源进行合理配置、完善网络协议兼容性及保障不同特性业务的传输质量等，是无线网络资源管理的重要内容。同时，协作中继系统中各节点之间相互协助能显著提高系统可靠性、增大信道容量。　　 本文首先研究了机会协作中继系统中可靠性、有效容量和功率消耗的联合优化问题，分析了机会协作中继系统的可靠性、有效容量和功率消耗模型，分别提出了两个优化模型:联合系统可靠性和有效容量的网络效用最大化模型，以及最小化系统总功率消耗的优化模型。为了在可靠性、有效容量和功率消耗三方面问题之间寻求平衡，进一步提出了一种以提升网络效用与降低网络功耗为目标的联合优化模型，通过拉格朗日对偶分解法设计了联合优化模型的分布式求解算法，算法通过改变效用函数权衡因子α来获得系统可靠性和有效容量之间的平衡;通过改变联合优化目标中的权衡因子ω来获取网络效用与功耗之间的平衡点。仿真结果验证了该分布式算法可有效地取得协作中继系统的可靠性、有效容量和功率消耗三者之间的平衡。其次针对协作中继系统，分析了一种目的端控制的HARQ重传机制，建立了基于HARQ模式的协作中继系统中的信道容量模型和中断概率模型，并提出了基于链路代价函数的中继选择准则，在考虑目的端接收瞬时信噪比门限值和系统中断概率约束的条件下，研究了以最小化系统的链路代价函数为优化目标的联合中继选择和资源分配问题跨层优化模型。基于拉格朗日对偶分解理论对优化问题进行了分布式的求解，数值仿真中对算法进行了验证，对比了基于HARQ机制的协作方式下和不考虑HARQ的协作方式下的链路代价函数。通过数值仿真，可以看到在优化问题收敛时，同时获得系统的最优功率分配和最佳中继节点;仿真中还验证了链路代价函数与目的节点d接收瞬时信噪比门限γ(0)和系统中断概率门限值ζ之间的变化关系，为协作中继系统跨层优化设计提供了理论依据。