当代移动通信网络的发展已经进入了第五代,随着人类活动范围的逐渐扩大,通信需求量的急剧增长,对无线通信技术的发展也提出了更高的要求。无人机（Unmanned Aerial Vehicles,UAV）中继由于具备高度灵活性、低成本、抗毁性等突出优势,能够很好的弥补传统中继机动性差、易毁坏、成本高等缺陷,受到了极大的关注。然而,在现有的无人机中继通信系统面临频谱利用率低、覆盖范围有限等问题。为了解决这些问题,本文考虑了一个双无人机交替中继通信系统模型,分别从发射功率分配、飞行轨迹优化以及用户通信调度的角度进行深入研究,主要包括以下两部分:（1）研究了交替中继通信系统中的轨迹设计和功率分配问题。该系统由一个源端、两个无人机中继、一个目的端构成。其中两个无人机中继交替工作,在源端和目的端之间传输信息。为了提高中继通信系统中的频谱利用率同时协调信号传输过程中的干扰,通过联合优化无人机中继的飞行轨迹以及源端、无人机端的发射功率,最大化整个交替中继通信系统吞吐量。涉及的优化问题受限于无人机移动性、防碰撞约束以及各发射端的峰值功率、平均功率约束,是难以求得最优解的非凸优化问题。本文提出一种有效的迭代次优算法,使用交替优化和连续凸优化的方法对问题进行求解,并用计算机仿真验证所提算法的有效性。（2）随着移动边缘用户不断增加,对通信覆盖范围提出新的要求。在上一部分工作的基础上进一步研究了交替中继通信系统中的多用户通信调度、中继轨迹优化问题。该系统模型由单个源端、两个无人机中继、多个目的端用户构成,能够更好的适用于远距离多用户通信,为了提升频谱效率以及协调中继链路之间的干扰,通过优化了下行链路中用户通信调度以及无人机中继的飞行轨迹,实现系统的吞吐量最大化。优化的问题中无人机受限于移动性、避免碰撞约束,属于难以求解的非凸优化问题。本文提出了一种基于连续凸优化技术的有效迭代算法,交替优化用户调度与无人机中继飞行轨迹,仿真结果显示了所提算法的优越性。