随着制造水平的不断提升,无人机凭借其控制灵活、部署便捷和成本经济的优势,在各行各业中得到了广泛应用。由于空地间具有视距传输链路,无人机赋能的通信技术有望成为未来的空天地一体化网络的解决方案。本文围绕多无人机为无蜂窝网络覆盖地区用户提供无线数据传输的问题进行展开。为了降低用户间干扰,本文提出一种多无人机协作传输方案,无人机采用预编码的方式,消除用户接收信号中来自其他用户的干扰。考虑到空中回程链路带宽的制约,为了避免大量的非业务信息在无人机间传输。本文研究无人机仅具有本地信道状态信息的协作传输方案,并研究了相应的资源分配优化设计。首先,本文提出了无人机协作传输系统结构,详细介绍了一个信道相干时间内协作传输系统的工作流程。考虑无人机信道少量散射体的特点,分析了单天线场景下无人机与地面用户的信道模型。进一步将此分析扩展到多天线信道模型,给出了任意方向天线阵列响应。接着研究了信号到达时延差对信道模型的影响。为了后面章节分析用户遍历容量的需要,根据所提出的无人机信道模型,分别研究了单天线和多天线场景下的信道统计特性。其次,研究了无人机配备单根天线的场景下用户速率和功率分配问题。提出了基于导频匹配和最小均方误差两种信道估计方案,对比分析了这两种信道估计方案性能。在此基础上推导了具有导频污染和信道估计误差的用户可达速率。为了系统公平性考虑,分析了最大化系统最低用户速率的功率分配问题。提出了基于拟凸优化的最优功率分配方案。给出了一种基于用户选择的非协作传输方案,并分析了相应的用户速率和功率分配问题。最后,将单天线的研究推广到多根发射天线场景中。不同于无人机配备单根发射天线,多天线系统可以利用天线的阵列增益获取额外的性能提升。在本文中分析了多天线场景下的传输模型,推导了在此模型下用户可达速率的一般表达形式。为了适用于不同的应用场景,本文提出了信道匹配、迫零和局部迫零三种预编码方案,分析了各种方案的用户速率。在用户速率分析的基础上,提出了适用于所提出预编码的最大化最低用户速率的功率分配方案。