中继技术不仅能够提高系统容量增加小区的覆盖范围，还能有效抵抗阴影效应带来的衰落影响，并且由于其独特的获取空间分集的方式，在过去的几十年中受到了业内人员的广泛关注。其系统模型一般是由单个源节点，单个或多个中继节点组成，单个目的节点组成。由于中继一般都是半双工模式的，即不能在同一时频资源上收发数据，所以中继系统传输一般可以分为两个阶段：第一个阶段源发送数据，目的节点和中继节点监听此数据；第二个阶段中继发送数据，目的节点接收数据，此时源处于空闲状态。由于第二阶段源处于空闲状态，导致时隙的浪费，降低了系统的频谱利用率。针对这一问题，新型的中继系统被相继提出，这其中研究较多的主要有双向中继系统和双路径中继系统。双路径中继系统中两个半双工中继轮流交替转发来自源节点的数据给目的节点，这样源节点就可以连续的发送数据，使系统可以达到与全双工中继系统一样的频谱效率。本文主要研究了双路径中继系统中的频率调度协议设计、混合自动重传协议设计、功率资源分配算法以及中继节点选择算法等问题。首先，本文对传统中继系统和D2D（设备对设备）通信系统进行了简要的概述，在此基础上引入了双路径中继系统，并新颖的把双路径中继系统与D2D系统相结合，设计了频率调度协议和混合自动重传协议，结合说明给出了频率调度协议流程图、混合自动重传协议流程图和各用户的设备框图，设计的频率调度协议可以充分利用信道信息，提高系统频谱利用率，设计的混合自动重传协议(HARQ)适用于LTE系统，能够充分利用时隙资源，减轻D2D用户负担，提高系统的分集增益。其次，在对双路径中继系统中断概率分析的基础上，对有干扰和无干扰两种情况，分别提出了对应的基于最小化系统中断概率的优化功率分配算法，对于无干扰情况，由于中断概率闭式解相对简单且是凸函数，本文采用了拉格朗日数乘法得到各个节点的优化功率分配解；对于有干扰情况，由于引入了干扰，使得中断概率闭式解变的复杂，故本文采用了一个迭代算法，通过迭代循环得到了一个最优解。最后，对两种算法都进行了相应的仿真实现，仿真结果表明，采用优化功率分配算法的中断概率性能相对于平均功率分配算法有一定的提高。最后，为了提高双路径中继系统的总速率，本文给出了基于最大化系统吞吐量的中继选择算法。传统的中继选择策略一般都是基于最大最小准则的，这种选择算法虽然最大化了中继系统中的最小信噪比，但却不能同时保证两条链路的链路质量，故本文对此准则进行了简单的改进，即在源节点发送数据前，在所有候选中继节点处预先设置一个接收信噪比阀值，第一阶段接收信噪比大于此阀值的中继留下来作进一步选择，第二阶段在留下的中继中选择一个到目的节点信道增益最好的中继为最佳传输中继。仿真结果表明本文的中继选择策略相对于随机选择策略在系统总速率性能方面有一定的提升。本文，所有算法都假设由于衰落或者距离的原因，源节点与目的节点间没有直接链路，然而实际中，源节点与目的节点是可以直接通信的，考虑此链路可以提高系统的分集增益，进一步提高系统的可靠性，故未来对双路径中继系统的进一步研究，可以放在有直传链路的功率分配和中继选择方面。