蜂窝中继系统作为一种从网络体系结构角度提高系统吞吐量和增强覆盖的有效技术,得到了越来越多的研究。中继的引入,带来了网络元素的增加和网络拓扑结构的进一步复杂,这给蜂窝中继系统的无线资源分配和切换机制研究带来了新的挑战。本文以IEEE 802.16j多跳中继协议为背景,对蜂窝中继系统的无线资源分配和切换机制进行了研究。本文研究了蜂窝中继系统的无线资源分配问题,将问题建模为基站和中继具有独立最大发射功率约束条件下的最大化系统吞吐量问题。首先,给出了一种启发式的子载波和功率分配算法,该算法利用IEEE 802.16j帧结构在时间上的正交性,将问题分解为两个资源分配子问题,其中将DL Access Zone建模为多接入过程,在子载波分配过程中同时考虑链路的信道条件和可分配给该子载波的发射功率,将DL Relay Zone建模为传统蜂窝下行过程,以尽量满足中继在DL AccessZone产生的吞吐量需求前提下最大化DL Relay Zone吞吐量为分配目标。然后,运用凸优化技术分析了该资源分配问题,并基于拉格朗日对偶法给出了一种子载波和功率最优分配算法。最后,对启发式算法进行了改进,回收两跳链路不均衡中继的部分子载波,并重新分配给直连用户,仿真结果表明改进后启发式算法吞吐量性能接近于最优分配。另外,还分析了蜂窝中继系统中子载波复用的可能性,讨论了基于传统蜂窝多小区联合资源分配和基于动态FFR来实现子载波复用的两种解决思路。本文还研究了蜂窝中继系统的切换机制,总结分析了IEEE 802.16j协议中定义的7种切换类型和相应的切换过程,讨论了影响切换控制策略设计的因素及其处理方法,并最终给出了蜂窝中继系统切换控制策略的设计思路。