协作(Cooperative)分集技术是近几年发展十分迅猛的通信技术,它是基于中继传输原理,通过用户之间的协作传输实现空间分集增益。可有效对抗无线衰落、提高通信的可靠性,是未来无线通信领域广泛采用的重要传输技术之一。UWB(Ultra-WideBand,超宽带)通信技术以其巨大的带宽资源、高速率、低功耗等独特优势成为无线个域网领域的研究热点。然而如何在发射功率受限的情况下有效提高系统性能是超宽带系统设计中面临的挑战。UWB设备在无线个域网中多出现在家庭及办公室环境中,通常只有很少的设备处于同时工作的状态,使得在UWB系统中引入协作分集技术成为一种非常好的解决方案。本论文首先综述了国内外协作通信技术、超宽带技术的研究热点及进展。研究了再生和非再生协作无线通信系统的性能,并重点对多用户协作超宽带系统的资源优化分配算法展开深入的研究和探讨。具体研究工作包括以下两方面：一方面是关于协作无线通信系统性能分析的研究工作,主要包括：在Rayleigh衰落环境和基于DF再生中继并行协作框架下,研究了多点再生协作通信系统性能。针对最大比合并(MRC)接收与选择合并(SC)接收处理技术,采用平均分配功率(EPA)方法和近似最优功率分配(A-OPA)方法给出了多点再生协作通信系统误符号率SER的渐近表达式和功率分配。在Rayleigh衰落环境和基于AF非再生中继并行协作框架下,研究了多点非再生协作通信系统性能。基于一种有效的数值计算方法——调和平均数方法推导其累计分布函数CDF、概率密度函数PDF、中断概率函数OP和误符号率SER近似表达式。这些数学表达式对于性能分析及研究参数对系统性能的影响都具有一定的实用价值。另一方面是关于协作超宽带系统资源优化分配算法的研究工作,主要包括：针对非再生协作多频带超宽带系统,在推导其误符号率SER表达式的基础上,分别在发送功率最小化和覆盖范围最大化的优化目标下,提出了关于子频带、功率及中继位置的资源优化分配算法,该算法将拉格朗日乘子法及求解一元三次方程的方法应用到数学推导中。仿真结果证明该算法可使系统总功率消耗有效减少,误符号率性能和覆盖范围显著改善。针对分簇多频带超宽带系统,引入协作分集技术,提出改进的TFC模型,基于凸优化理论提出了簇分配算法和二维功率分配递归算法。为降低算法复杂度,进一步提出了以用户对簇的相对需求度为判断的快速跨层资源优化分配算法。该算法可在满足用户服务质量QOS的前提下最大化系统容量。将博弈论引入到协作超宽带系统的资源优化分配算法中,提出了基于合作博弈论的纳什议价解方法,以最大化系统净效用为目标、以用户QOS需求作为公平性指标的协作伙伴选择算法和自适应功率分配算法。仿真中与最大化系统速率(max-rate)和最大化最小用户速率(max-min)公平性算法比较,证明该算法在系统速率和用户QoS公平性两方面有很好的折衷。将机会中继方式引入到协作超宽带系统中,提出一个新的系统“机会中继协作超宽带系统”,推导其误符号率SER的精确数学表达式。提出以用户公平性基础上最大化系统容量为优化目标的分三步走的资源优化分配算法,包括子频带分配算法、中继节点选择算法、功率优化分配算法。该算法可分布式解决协作伙伴选择问题,并在满足用户QoS需求的同时提高系统容量。