随着无线通信和互联网技术的飞速发展,移动终端设备数量越来越多,用户对移动传输的服务质量与速率的要求也越来越高,因此,非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术日益受到人们的关注。与传统的正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)技术不同,NOMA在每个正交资源块(如时间,频率)中为多个用户提供服务,从而提高系统频谱资源利用率和接入容量。此外,合作通信技术利用中继实现源节点与目的节点之间的通信。因此,可以将NOMA与合作通信技术相结合,更好地保证系统边缘用户的服务质量。除了提高频谱利用率,能源效率也是未来无线通信发展所需关注的问题之一,无线能量采集技术通过收集来自射频信号中的能量,为能量受限的移动设备供能,从而延长设备的使用寿命。无线携能传输(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)是无线能量采集技术中的一种方案,它可以实现信号与能量的同时传输。本文将NOMA、合作通信与SWIPT相结合,研究了基于无线能量采集的下行多载波合作NOMA系统,主要工作与贡献如下:首先提出一种基于SWIPT的下行NOMA用户合作通信资源分配方案。该系统包含一个基站和两个远近用户。假设基站与远用户之间没有直接通信链路,基站采用NOMA技术将远、近用户的信号叠加在同一信道上传输给近用户,近用户对接收到的信号进行解码,再将解码出的远用户信号转发给远用户以保证其服务质量。为了弥补信号转发导致的能量损失,近用户采用SWIPT技术将接收到的信号分割为两部分,一部分用于信息解码,一部分转化为能量供转发使用。本方案在远用户最小传输数据量约束、基站最大总发射功率约束以及近用户能量因果约束下,以最大化近用户传输数据量为目标,优化系统中的时间、功率、子载波等资源分配。仿真结果表明,本文所提出的方案相比于传统的OMA方案以及给定NOMA功率分配系数和能量分割因子的资源分配方案,能够有效提高近用户的传输性能,同时利用近用户作为中继进行合作通信,也可以扩大基站的覆盖范围。其次,针对上一种方案的研究场景,考虑在现有近用户作为转发中继的情况下,在基站与远用户间增加能量采集中继进行辅助传输,以更好的保证远用户服务质量,并提出了一种基于SWIPT的中继协助合作NOMA资源分配方案。在该方案中,基站利用中继与近用户同时转发信号给远用户,且中继与近用户皆采用SWIPT技术来保证用于转发的能量供应。该方案通过优化系统中资源分配,在保证远用户服务质量前提下,最大化近用户传输数据量。为了解决该问题,本文采用块坐标下降算法,通过分步方式依次给定部分变量,迭代优化另一部分变量,将原问题转化为凸优化和简单线性问题,然后采用拉格朗日对偶法和二分法求解。仿真结果表明,与传统OMA方案、无中继协助合作NOMA方案以及有中继协助非合作NOMA方案相比,本文所提出的中继协助合作NOMA方案无论是在近用户传输性能,还是远用户服务质量方面都有较强的优越性。