در این رساله روش هایی برای تعدیل نقاط ضعف سیستم های همیار در جهت بهبود کارایی این سیستم ها ارائه شده است. پیشنهاد روش های با بهره وری طیفی بالا، تعدیل بالاسری در سیستم و بررسی عملکرد سیستم های همیار در کانال های با مدل های جامع، اهم موضوعاتی است که ساختار اصلی رساله را تشکیل داده اند. در این رساله از معیارهای «احتمال قطع» و «تعامل چندگانگی- مالتی پلکسینگ (dmt)» برای ارزیابی کارایی سیستم های مورد مطالعه استفاده شده است. این معیارها بخصوص به جهت دیدگاهی که در مورد عملکرد این سیستم ها در محیط های واقعی ارائه می دهند بسیار مورد توجه بوده اند. در ابتدا در مقدمه ی رساله، تعریف ها، توصیف ها و چالش های مربوط به مخابرات همیار، ارائه شده است. سپس با نظر به اهمیت محیط های فرکانس گزین در مخابرات بیسیم، کارایی سیستم های همیار در یک محیط فرکانس گزین مورد توجه قرار گرفته است. اهمیت این موضوع در آنجاست که با بهره برداری از فرکانس گزینی چنین محیطی می توان رویکردی مستقل برای ایجاد بهره ی چندگانگی ارائه کرد. برای چنین سیستم هایی در این رساله پروتکلی پیشنهاد شده است که از فرکانس گزین بودن کانال و همیاری مابین کاربران، برای دستیابی به قابلیت اطمینان بالا در سیستم بهره می گیرد. در ادامه مهمترین چالش مخابرات همیار، یعنی بهره وری طیفی پایین در اکثر پروتکل های همیاری موجود، مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا پروتکل های جدیدی بر مبنای پروتکل های همیار با بهره وری طیفی بالا ارائه شده اند که در حقیقت ترکیب پروتکل های cc، dstc و or هستند. پروتکل های ارائه شده با نام های dstc-cc و or-cc، مورد ارزیابی دقیق عملکرد بر اساس معیارهای فوق الذکر قرار گرفته است. سپس با توجه به این نکته که در پیاده سازی پروتکل های همیار و بخصوص پروتکل های همیار با بهره وری طیفی بالا، عموما بالاسری لازم بعنوان چالش قابل توجهی مطرح است، رویکرد هایی برای کاهش آن ارائه شده است. برای این منظور پروتکل های جدیدی پیشنهاد شده اند که دارای بالاسری به مراتب کمتری از روش های همیار موجود هستند در حالی که از نظر معیارهای احتمال قطع و dmt کارایی یکسان و در برخی موارد بهتری را از خود نشان می دهند. در مخابرات همیار انتظار می رود که استفاده از روش های مبتنی بر درخواست ارسال مجدد (arq) کارایی این روش ها را بر اساس معیار dmt بهبود چشمگیری بخشد. این مهم به صورت دقیق در ادبیات موضوعی بررسی نشده است. در این رساله کارایی dmt برای روش های همیار فرصت طلبانه در کانال با توزیع ناکاگامی محاسبه شده است. همچنین با ارائه ی مدل کلی برای تغییرات زمانی کانال تحلیل ارائه شده برای چنین مدلهایی بسط یافته است و نتایج با روش های زمانبندی مختلف در مخابرات غیر همیار شامل روش انتخاب تصادفی کاربر و روش انتخاب بهترین کاربر تحت مدل کلی ارائه شده، مقایسه شده اند. در این رساله تحلیل های انجام شده در موارد لازم بوسیله ی شبیه سازی های گسترده بصورت دقیق بررسی و راستی آزمایی شده اند.