多跳蜂窝系统使用多跳中继通信来扩展基站的覆盖范围，减小无线信号传输的功率，提高了传统单跳蜂窝系统的灵活性和性能，已成为下一代移动通信中的一个研究热点。 本文主要研究了具有固定FMRN(固定多跳中继节点)的多跳蜂窝小区的扩展覆盖结构，以及分析了FMRN对CDMA系统下的反向链路容量的影响；提出了多跳蜂窝小区中的MMRN(移动多跳中继节点)的一种有效的拓扑控制算法；研究了为激励多跳蜂窝小区的移动节点主动为其它节点提供中继服务的多跳节点间的协作激励机制。 在第二章中，首先分析了两种多跳通信模式对数据传输所需功率的影响，从中可以看出，通过将一条长无线路径分成多个(大于等于2)连续的短路径，利用中间节点的中继传输，对减小无线数据传输所需的功率有很明显的作用，例如在两跳模式下，最大可以将功率消耗降低6.02dB(路径衰减指数为3)；然后讨论了多跳小区结构及其特性；之后以覆盖率和重叠率为目标，分析了具有均匀分布FMRN的多跳小区的覆盖特性，从中可知选取覆盖范围与基站覆盖范围相近的FMRN来扩展小区面积是比较有效的。最后提出了三种不同的多跳小区结构，并分析了它们的反向链路容量，从中可以看出，多跳通信模式对功率消耗的降低，增加了CDMA系统的反向链路容量。 在第三章中，主要针对具有移动台中继节点的多跳小区结构的特点，进行了具有MMRN的多跳小区的拓扑控制分析。多跳小区中的多跳路径的目的都是基站，这样，多跳小区中的多跳路径的终点是唯一，多跳的目的不仅仅是完成数据通信，而是在节省总功率的前提下，实现移动台与基站的有效通信。因为在多跳小区中有一个各节点都可以与之进行通信控制中心—基站，保证了与基站的多跳路径也就保证的拓扑的连通性，本章中所提出的多跳小区中的BOTC拓扑控制算法的目的是提供一种可以节省移动台与基站通信所需的总发射功率的有效算法。这种算法假设每个移动台天线都具有两个180°的辐射方向，邻居节点的确认是通过判断两个节点与基站直接通信所需的单跳发射功率，及节点间中继信号所需的发射功率之间的关系来完成的。通过对BOTC算法的邻居需求关系(Condition)的三种条件进行仿真，在网络拓扑的仿真中可以得出，BOTC算法实现了多跳小区中节省总发射功率的有效的拓扑结构；在系统性能的仿真中可以得出，BOTC算法实现的拓扑可以大大节省每个节点的发射功率及总发射功率。 在第四章中，主要分析了一种用于多跳小区系统的协作激励机制，它以金钱作为酬报来鼓励中间节点的中继行为，并且通过在协议流程使用加密和认证技术，保证了数据包的完整性和可靠性，并实现了对各种理性攻击和恶意攻击的防御。文中对所改进的协议集对抗各种理性攻击(如数据包丢弃)的性能进行分析，结果显示，对于理性节点来说，最好的选择就是转发数据至下一跳的节点。本章还分析了该协议集对恶意攻击(如重发攻击、滤波攻击等)的防卫，结果显示该协议集可以有效地检测到这些攻击，并根据情况重新建立会话，而对于攻击节点的识别，则只能通过统计的方式，对一定时间内攻击节点的异常行为做出判断。