在收发端配置多根天线的多天线(MIMO)能够显著地提高通信性能。在移动用户终端受到体积和功率的限制仅配置单根天线时,可通过终端之间共享彼此天线的协作通信方式形成虚拟MIMO,通过有效的中继节点选择和功率分配来对抗多径衰落。本文研究了采用译码转发协议的单源多中继的协作通信系统模型,在最小化系统总功率的优化准则下确定了结合功率分配的中继节点选择方法,该方法能在满足特定的中断概率时有效地降低系统功率开销,并通过仿真验证了其正确性。接着,从单条链路的源节点与中继节点的功率分配问题入手,对多源多中继的通信网络研究了直接传输与协作传输并存时的功率分配与中继节点选择方法。在满足一定中断概率的前提下,给出一种以最小化系统总发射功率为目的的联合功率分配的中继选择算法,该算法结合了节点交换与贪婪算法,具有较小的计算复杂度和较好的性能。通过仿真将本文给出的分配策略和中继选择方法与传统的平均功率分配方法和中继选择方法进行了对比,说明本章方法的优势。最后还研究了采用放大转发协议的无线通信网络以最小化误码率为优化目标的功率分配方法,利用差分进化算法来求解源节点与各中继节点的功率分配的最优解,仿真分析对比了传统的分配方法。说明了该方法能够提高能量利用率。