Analysis and ad hoc networking solutions for cooperative relaying systems Nutzer mobiler Netzwerke fordern zunehmend höhere Datenraten von ihren Dienstleistern. Um diesem Bedarf gerecht zu werden wurden verschiedene Signalverarbeitungsalgorithmen entwickelt. Dabei ist das Multiple input multiple output (MIMO) Verfahren für die drahtlose Kommunikation eine der vielversprechendsten Techniken. Jedoch ist aufgrund bestimmter physikalischer Beschränkungen wie zum Beispiel die Baugröße die Verwendung von mehreren Antennen für viele Endgeräte nicht möglich. Dennoch können solche Ein Antennen Geräte durch den Einsatz kooperativer MIMO Verfahren von den Vorteilen des MIMO Prinzips profitieren. Dabei schließen sich naheliegende Knoten zusammen um ein sogenanntes virtuelles Antennen Array zu bilden. Weiterhin können Knoten mit beschränktem Kommunikationsbereich durch mehrere Hops mit weiter entfernten Knoten kommunizieren. Allerdings stellt der Aufbau eines solchen Ad hoc Netzwerks mit kooperativen MIMO Fähigkeiten aufgrund der dezentralen Natur und das Fehlen einer zentral steuernden Einheit wie einer Basisstation eine große Herausforderung dar. Diese Arbeit befasst sich mit den Problemstellungen dieser Netzwerke und bietet verschiedene Lösungsansätze.Im ersten Teil dieser Arbeit werden analytisch in sich geschlossene Ausdrücke für ein kooperatives Relaying System bezüglicher verschiedener Metriken wie das Signal Rausch Verhältnis die Symbolfehlerrate die Bitfehlerrate und die Kapazität hergeleitet. Dabei werden die Amplify and forward und Decode and forward Relaying Protokolle sowie unterschiedliche Mehrantennen Konfigurationen wie Single input single output (SISO) Single input multiple output (SIMO) und MIMO betrachtet. Diese Ausdrücke zeigen die Bedeutung der Reduzierung der Hop Anzahl in Mehr Hop Systemen um eine höhere Leistung zu erzielen. Zudem werden die Auswirkungen verschiedener Antennen Konfigurationen und Sendeleistungen auf die Anzahl der Hops analysiert. Weiterhin wird der Einfluss von Synchronisationsfehlern auf das kooperative MIMO Verfahren herausgestellt und daraus eine untere Grenze für das Signal zu Interferenz und Rausch Verhältnis sowie ein Ausdruck für die Bitfehlerrate bei hohem Signal Rausch Verhältnis entwickelt. Diese Zusammenhänge sollen Netzwerk Designern helfen die Qualität des Services auch in den Worst Case Szenarien sicherzustellen. Im zweiten Teil der Arbeit werden einige innovative Algorithmen vorgestellt die die Einrichtung und die Funktionsweise von Cluster basierten Ad hoc Netzwerken die kooperative Relays verwenden erleichtern und verbessern. Darunter befinden sich ein Clustering Algorithmus der den Batteriestatus der Knoten berücksichtigt um eine längere Lebensdauer des Netzwerks zu gewährleisten und ein Routing Mechanismus der auf den Einsatz in kooperativen MIMO Mehr Hop Systemen zugeschnitten ist. Die Vorteile beider Algorithmen werden durch Simulationen veranschaulicht. Eine Methode die Daten in Ad hoc Netzwerken mit verteilten Hash Tabellen behandelt wird ebenfalls vorgestellt. Darüber hinaus wird auch ein Sicherheitsmechanismus für die physikalische Schicht in Multi Hop Systemen und kooperativen MIMO Systemen präsentiert. Eine Analyse zeigt dass das kooperative MIMO Verfahren deutliche Vorteile gegenüber dem konventionellen MIMO Verfahren hinsichtlich der informationstheoretischen Grenzen der Sicherheit auf der physikalischen Schicht aufweist.