为了提供任何时间和任何地点的可靠通信,下一代通信网络发展的一个方向是融合各种通信网络。与蜂窝移动通信系统相比,陆地移动卫星(Land Mobile Satellite,LMS)通信系统具有覆盖面积广和不受灾难影响等优点。但是,LMS通信系统上行链路传输可靠性受限于卫星与终端之间的视距(Line of Sight, LOS)传播路径,尤其当终端位于市区或室内场景时,卫星地面节点之间的LOS路径被阻断导致通信中断。卫星与地面辅助设备合作的卫星陆地融合系统是一种卫星网络与陆地网络融合的应用场景。中继合作技术能增加源节点和目的节点间的传播路径获得空间分集,从而克服信道衰落。论文围绕带地面中继的LMS通信系统上行链路,研究了LMS中继合作系统上行链路的性能及其性能优化方案。在LMS中继合作系统上行链路的建模和性能分析方面,针对现有卫星陆地融合系统研究大多聚焦于用户较多的卫星广播通信、LMS中继合作系统上行链路建模和分析不符合卫星通信实际等现状,结合LMS信道特性,研究了LMS中继合作系统上行链路的中断概率、平均误符号率和各态历经容量性能。首先,分析了LMS信道特征和中继合作协议,构建了带地面中继的LMS通信系统上行链路模型。然后,采用矩母函数和梯形公式积分近似,推导得到了系统中断概率、平均误符号率和各态历经容量的理论闭合表达式。在LMS中继合作系统上行链路性能优化方面,首先,针对等功率分配方案造成的功率资源耗费的问题,提出了基于信道状态信息的功率分配优化方案。在总发送功率一定的条件下,根据不同的信道衰落特性,以最大化系统的各态历经容量或瞬时接收信噪比为目标,获得了移动终端和中继节点处的最优发送功率分配比。仿真结果表明,采用最优功率分配,系统获得相同的性能所需的发送功率降低。其次针对一次发送需要两个正交时隙导致系统的信道利用效率降低的问题,研究了一种基于简单信道反馈的自适应发送方案。根据卫星接收端关于直射传输是否成功的反馈信息,系统决定是否借助中继转发信息或移动终端直接发送下一信息。性能分析与仿真结果表明,自适应发送方案在保证系统可靠性的同时,增加了系统的发送速率和各态历经容量。