在无线通信领域中,网络容量、传输效率、抗干扰能力是无线网络传输的重要指标。中继网络是扩大信号传输覆盖范围、提高传输效率、节约网络资源的有效手段。波束成形技术通过对天线阵列的信号进行加权处理,获得分集增益,提升网络的传输性能。并且,因其波束传输的方向性以及空间滤波性,波束成形技术具有很好的抗干扰能力。因此,结合中继网络研究波束成形技术以提升网络容量与抗干扰性能具有非常重要的理论意义和应用价值。两跳多址多天线中继网络是一种最基本的多用户通信模型,结合这一模型研究波束成形技术提升网络容量的能力是极为重要的。已有的研究仅是针对用户传输和速率进行讨论,没有刻画网络的容量区域。本文提出刻画基于波束成形技术的两跳多址多天线中继网络容量区域的方法,确定其网络容量区域。近年来,网络的抗干扰研究备受重视。本文考虑一种新的人为恶意干扰模式:干扰源随机选择用户所用码簿中的码字干扰合法用户之间的通信,接收端将难以区分接收的信息是信源信息还是干扰信息。本文研究波束成形技术在此干扰模式下的抗干扰性能以及提升网络容量的能力。文章主要涉及了4种网络模型:两跳多址多天线中继网络、存在干扰源的两跳分布式中继网络、在能量采集条件下存在干扰源的两跳分布式中继网络以及存在干扰源的两跳多天线中继网络。本文的主要工作可以概括以下三部分内容:1.考虑一个基于波束成形的两信源两跳多址多天线中继网络,在最大化传输速率的准则下,建立关于波束成形矩阵的优化问题,给出刻画网络的容量区域的方法。提出一种最优的波束成形矩阵结构,将优化计算涉及的变量数降低到不超过9个,降低计算复杂度。通过相应的等价转换,结合半正定松弛技术,在多项式时间内确定最优波束成形矩阵。另外,给出两个信源的最大传输分速率、最大传输和速率的数学闭式表达式,以及对应于最大传输分速率的波束成形矩阵的数学闭式表达式。然后,通过求解一个简单的线性方程得到对应于最大传输和速率的波束成形矩阵。根据两个信源的最大传输分速率以及最大传输和速率,确定网络容量区域的外界,且证明这一外界是不紧的,并由仿真结果验证了这一结论。2.考虑存在干扰源的两跳分布式中继网络与在能量采集条件下存在干扰源的两跳分布式中继网络。将这两种网络模型等效为关于波束成形向量的高斯任意变化信道,给出信道容量为正值的充分必要条件,并确定其容量公式。在最大化传输速率准则下,建立关于波束成形向量的优化问题以确定网络容量。通过适当的等价变换,优化问题转化为标准的凸二阶锥规划,在多项式时间内确定最优波束成形方案。仿真结果表明波束成形技术可以提升网络传输性能并具有较强的抗干扰能力。3.考虑一个带干扰源的两跳多天线中继网络,给出信道容量为正值的充分必要条件。建立关于波束成形矩阵的优化问题以确定其网络容量以及相应的波束成形矩阵。为降低计算复杂度,提出一种最优的波束成形矩阵结构,并通过适当的等价变化,将问题转化为标准的凸二阶锥规划问题,在多项式时间内确定网络容量及相应的最优波束成形矩阵。针对两种特殊情况,给出网络容量以及相应的最优波束成形矩阵的数学闭式表达式。为进一步降低复杂度,提出一种低复杂度的次优波束成形方案,得到次优传输速率以及相应波束成形矩阵的数学闭式表达式。仿真结果表明:次优的波束成形方案是一种最优迫零方案;当干扰功率趋于无限时,最优波束成形方案下的网络传输速率将趋近于次优方案下传输速率;波束成形技术可以提升网络的传输性能并具有很好的抗干扰能力。