近年来,以协作分集为代表的多用户合作通信技术成了分布式无线通信网络的研究重点,它能够实现所谓“虚拟天线阵列”的功能,极大地改善无线通信系统抗衰落的性能,提高资源效率和系统容量。协作ARQ协议即是将协作分集思想应用到链路层ARQ协议设计中,通过中继节点对源节点数据传输的协助,使得目的节点处获得来自多条链路的信息,由此获得分集增益,提高系统性能。本文首先介绍中继通信模型下C-ARQ的工作原理,在此基础上,采用排队论方法分析数据帧到达服从泊松分布的H-ARQ协议、DF中继策略下C-ARQ协议、AF中继策略下C-ARQ协议性能,并在H-ARQ协议与DF中继策略C-ARQ协议基础上对C-ARQ进行改进,得到改进后的C-ARQ协议。对该四种ARQ协议进行分析比较,可知改进的C-ARQ协议性能优于DF中继策略的C-ARQ优于AF中继策略的C-ARQ,而H-ARQ性能最差。此外,本文还分析了随着数据帧到达率的改变,各系统时延的变化趋势。由分析结果可知,随着数据帧到达率的提高,各系统的时延均增加。对于中继节点,若源节点与中继节点的间隔时隙越大,系统时延越大,中继节点处缓冲器内的数据帧数越多。其次,考虑时延影响,对上述四种ARQ协议分别采用截短,即设置其传输的最大次数。对于截短的ARQ,分别比较设定不同最大传输次数时与不设定最大传输次数时的系统性能。由仿真可知,对ARQ截短后,不能保证数据帧的无误传输,因此产生误帧率。对于同一ARQ协议,设定的最大传输次数越大,系统的各性能参数越接近不设定次数时的系统性能,对应的误帧率越小。最后,本文考虑多中继通信场景时,研究不同中继选择算法对系统性能的影响,分析比较不同ARQ协议时的系统性能。由分析结果可知,基于瞬时信噪比的中继选择方案所带来的系统时延、等待队长等性能指标优于基于公平机制的中继选择方案。此外,论文分析了不同中继选择代价条件下的中继选择方案,研究结果表明,对于单次数据帧传输的代价,基于瞬时信噪比的中继选择方案大于基于公平机制的中继选择方案。但是,对于同一数据帧,采用不同的中继选择方案时所需的传输次数不同。因此,对于该两种中继选择方案而言,数据帧传输正确所需的总代价有一个转折点。由结果分析可知,在低信噪比时,基于公平机制的中继选择方案所导致的总代价大于基于瞬时信噪比的中继选择方案所导致的总代价。反之,在高信噪比时,基于瞬时信噪比的中继选择方案所导致的总代价大于基于公平机制的中继选择方案所导致的总代价。若将系统代价作为一个主要考虑的系统指标,则本文的工作结果可作为一个参考。