随着无线通信技术的快速发展,频谱资源也变得越来越紧张,如何高效地利用资源成为亟待解决的技术问题。多载波技术是一项能够提高频谱利用率的通信技术;应用了网络编码技术的双向中继传输与传统的单向中继传输相比,也可以提高频谱利用率;可以同时进行发送与接收的全双工技术与在同一时段只能进行发送或者接收的半双工相比,具有较高的频谱效率;另外,认知无线电技术也是一种可以提高频谱利用率的关键技术。因此,将这些技术结合在一起使用可以充分利用它们的优点,从而进一步提高频谱利用率。本文将研究多载波网络的中继传输模式选择与资源分配的问题。首先,对基于多载波的中继双工模式选择与功率分配问题进行研究。研究了一个经典的三节点中继网络,并提出了一个统一的信号模型来表示四种典型的中继双工模式,然后基于这个统一模型提出了联合的中继双工模式选择和功率分配的方案,最后,用仿真结果证明了所提方案的优越性。然后,对基于多载波的认知无线网络的中继传输模式选择与资源分配问题进行研究。研究了认知双向中继,并将授权频段分成了多个子信道,并且从节点可进行协作传输和认知传输。提出了一个联合的频谱划分,子信道配对,以及功率分配的优化问题。对这个问题进行了转换以及求解。并且证明了在最优解中,每个子载波上的中继传输模式只可能为协作传输和认知传输中的一种。最后,通过数值仿真结果对所提出方法的性能以及得出的结论进行了验证。最后,对基于多载波的认知无线网络的吞吐量平衡与功率分配问题进行研究。研究了一个认知无线网络,从系统中使用了基于OFDM的双向中继传输方案。提出了一个最优功率分配方案,以最大化两个从用户吞吐量中的较小值为目标。并且进一步提出了一个分布式的功率分配算法。最后,通过数值仿真与比较分析证明了所提方案的性能。