随着通信和互联网技术的快速发展,使得无线通信技术面临着巨大的挑战。多跳中继无线网络是现代无线通信的一个重要传输形式,可以有效提高系统的传输质量和系统的覆盖范围。一方面,在没有部署基础设施的情况下,当通信双方的距离进一步增加时,如何提高通信双方的通信质量已经成为无线通信领域急需解决的关键问题。作为一类对抗衰落、提升系统的传输可靠性的有效技术,缓存辅助中继近年来引起了广泛关注。另一方面,随着无线技术的迅速发展,海量的信息需要通过无线网络的传播进行相互交换,由于距离的限制,无法进行直接通信的时候,如何利用中继系统,进行高效的信息交互,提升系统的传输质量,并根据通信双方的各自不同的需求去传递信息,实现高效的无线传输已经成为无线通信领域亟待解决的关键问题。本文以多跳缓存辅助无线中继网络为研究对象,分别研究引入了多跳缓存辅助中继网络和多跳缓存辅助双向中继网络场景下的传输技术。论文从系统模型、传输方案和系统性能分析三个方面对多跳缓存辅助无线网络进行了深入的研究。首先,论文介绍了相关研究所涉及到的主要关键技术,即中继技术,缓存辅助中继技术,中继转发策略等。其次,论文重点研究了缓存辅助多跳中继网络,其中源节点和目的节点在个缓存辅助中继节点的帮助下传递信息。为了满足在源节点和中继节点无法直接通信的情况下实现用户间的信息传递,论文提出了一种基于缓存辅助的最优三跳中继设计,其中两个中继节点进行串联,以解码转发的方式将信息转发到目的节点。并在充分考虑数据缓存和能量消耗的影响下,以及在满足平均功率约束和峰值功率约束下,最大化端到端的可达速率。通过使用Lyapunov优化框架,论文给出了一种多跳缓存辅助自适应中继（MH-BAAR）方案,并根据信道状态信息（CSI）、数据缓存状态信息（BSI）和能量状态信息（ESI）自适应调整传输模式选择和功率分配。基于此,论文又提出了一种适用于一般多跳中继网络的在线分布式多跳缓存辅助自适应中继（DMH-BAAR）方案。这种方案只需要局部CSI、ESI和BSI,就可以分布式地实现多跳缓存辅助自适应传输。论文的分析结果表明,所提出的方案可以显着提高端到端的可达速率,并揭示了传输速率、功率消耗以及时延之间的折中和置换关系。最后,论文将多跳缓存辅助中继网络进行了进一步的拓展,研究了缓存辅助多跳双向中继网络,其中两个用户在两个存储辅助中继的帮助下以解码转发的方式交换信息。考虑到平均功率和峰值功率、数据缓存和能量消耗以及传输模式约束等因素的限制,论文分析了和速率最大化问题。利用Lyapunov优化框架,论文提出了一种在线多跳缓存辅助双向自适应中继（MH-BTWR）方案,并根据信道状态信息（CSI）、数据缓存状态信息（BSI）和能量状态信息（ESI）自适应地调整传输模式选择、功率分配和速率分配。论文的分析结果表明,MH-BTWR方案可以显着提高平均可达速率区域,论文同时分析了在双向多跳缓存中继网络条件下传输速率、功率消耗以及时延之间的折中置换关系。总之,本文围绕缓存辅助的多跳中继网络展开的研究工作,对于探索数据缓存辅助多跳无线中继网络具有重要的参考价值。论文所揭示的缓存辅助对用户调度、功率分配和传输模式选择的影响,以及所揭示的系统传输速率、功率消耗以及时延之间的折中置换关系对于实际的多跳缓存辅助无线中继通信系统设计具有参考和指导价值。