多输入多输出(MIMO)技术,可以极大的提高系统容量。但随着移动终端的小型化,在其上部署多天线越来越困难,为此人们提出了虚拟MIMO技术,将单天线移动终端通过协作来模拟虚拟多天线阵列(VAA),并进行多跳的中继传输。本文主要研究虚拟MIMO系统中的合作接力机制,具体工作如下:首先,提出了一种基于双模式的合作接力机制。该机制下,合作接力通信被划分为VAA区内合作通信以及VAA区间接力通信两个部分,并分别采用不同的模式实现。其中,第一阶段,源终端向合作终端的信息传输为VAA区内通信;第二阶段,源终端及其合作终端向目的终端的信息传输为VAA区间通信过程。相对传统单模单一技术的合作接力机制,本机制下合作接力的区内通信与区间通信可同时进行,且VAA区内组网、VAA区间路由及传输可独立设计以降低了协议的复杂度和系统延时。同时,根据VAA区内通信与区间通信各自不同的特点,论文从目前短距离通信技术标准WPAN/WLAN中分别选出不同的技术用来进行区内/区间通信,即给出了基于WPAN/WLAN的合作接力机制。接着,针对VAA区内通信,借鉴传感器网络中的聚簇算法,提出了一种适合于VAA小区组网的RDLN组网算法,并分别基于网络生存性与系统容量对组网算法性能评价与仿真;同时提出了端到端容量受限系数的概念,研究了能量等级数、网络规模、组网半径、最大允许聚簇数、簇头与簇头间的距离限制等参数对容量受限系数的影响。然后,针对VAA区间通信,给出了具体的区间接力机制。对于区间传输的编码方案,分析了重复编码、STBC随机编码与STBC编码的性能并进行了仿真对比。在本文的合作接力机制下,提出了一种分布式STBC编码的具体实现方法;分析了多跳传输时的延时性能,并与传统的单模组网、以及不采用合作接力的直接传输模式的延时性能进行了仿真对比。最后,研究了终端选择、功率分配等其他提高合作接力机制的技术,探讨了将其应用到本文中的合作接力机制的方法;并对全文进行概括性地总结。