大规模数据连接、密集的信息交互时代,将会有大量的传感器部署到无线通信网络中,以实现无线通信网络之间、无线传感节点之间的信息共享和数据处理。非正交多址（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）技术和协作中继技术的结合可以大幅度提高通信网络频谱效率和中继传感器节点信息传输的可靠性。传统的传感器节点由于其电池容量非常有限,严重影响了通信节点的运行寿命,且物联网时代数以亿计的传感器节点的更换花费巨大,这无疑增加了无线通信网络的运行成本。无线携能通信（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT）技术为物联网时代海量的低功耗传感器节点提供了一种可行的能耗解决方案,该技术可使这些能量受限节点在传递信息的同时进行能量收集,从而延长了通信节点寿命提高了能源效率。为了进一步缓解万物互联时代频谱资源紧张的问题,反向散射通信（Backscatter Communication,BC）作为一种更新颖的被动式能量收集技术应运而生,与SWIPT不同,BC不需要额外占用频率资源,而是收集来自环境中射频信号的能量来供其反向散射设备的电路消耗,因此BC与NOMA的结合可进一步提高通信系统的能源利用率和频谱利用率。本文面向具有无线供能通信特性的协作非正交多址网络展开研究,主要研究内容如下:一、基于NOMA的无线携能通信网络性能研究在非正交多址通信系统中引入具有SWIPT特性的中继节点,并提出两阶段叠加码传输策略,相比于单时隙叠加码传输,两时隙叠加码传输可以在保证通信质量的同时,使目的节点捕获更多的信息。进一步联合两传输阶段功率分配比,引入功率分配比系数,将两组功率分配向量与信号目标速率联系起来。经验证,此功率分配比系数可以有效解决两阶段叠加码传输中两组功率分配向量的强耦合关系,这将非常有利于文章后续优化问题的求解。然后以最小化系统中断概率为目标推导了功率分配比系数,并通过计算机仿真验证了此系数区间内极值的存在且唯一,最后推导了统计信道状态信息下系统中断概率和遍历容量的数学表达式,理论和仿真验证了相比于单时隙叠加码传输,本论文所提的基于NOMA的无线携能通信网络中两时隙叠加码传输策略能够在满足能耗要求的同时实现更大的系统容量。二、基于NOMA的反向散射通信网络性能研究为了进一步提高无线通信系统的能源利用率和频谱利用率,本论文充分挖掘能耗和频率两个维度的资源,研究了基于NOMA的反向散射通信网络性能,在此通信网络中,反向散射设备通过自身阻抗的变化来反向散射系数,以满足反向散射接收机对接收端连续干扰消除的要求,并根据反向散射系数的取值从传统信号中获取能量,以用于自身电路的信息处理和自身调制信号的转发。与现有方案中反向散射链路默认的瑞利衰落信道模型不同,本文进一步分析并建立乘性信道模型,并基于乘性信道增益的分布函数,推导了所提乘性信道模型下反向散射系统的中断概率和遍历容量的数学表达式。最后,理论和仿真验证了相比于现有方案默认的瑞利衰落信道,本论文所提的乘性信道模型更能准确地评价通信系统的性能。