物联网设备海量连接,无线通信数据业务持续增长,用户渴望高速的信息传输,更好的服务质量,而有限的通信资源越来越难以满足日益增长的无线通信速率和网络容量需求。非正交多址技术能够显著提升系统的谱效,支持大量用户同时接入通信网络,能有效缓解紧张的通信资源,因此研究新型的多址技术以及围绕多址技术的新型解决方案具有重要意义。本论文以非正交多址技术为核心,旨在构建满足未来通信需求的高效多址技术传输方案。首先,论文详细阐述了非正交多址技术IDMA(Interleave Division Multiple Access)、PD-NOMA(Power Domain Non-orthogonal Multiple Access),以及无线信息和能量同传技术 SWIPT(Simultaneous Wireless Information Power Transfer)的基本原理,为接下来的研究奠定基础。随后,针对IDMA技术,论文提出 了联合 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple)-IDMA 和 SWIPT技术的通信系统,并针对PD-NOMA技术,论文提出了一种基于能量收割和PD-NOMA 的 VLC(Visible Light Communication)/RF(Radio Frequency)混合协作通信系统,并分别分析了两种系统的性能。本论文的重点研究内容及创新点主要如下:首先,针对能量受限通信网络提出了联合OFDM-IDMA和SWIPT技术的通信系统。用户接收端配置功率分割器,将接收信号按一定比例分割成两部分,一部分用于能量收割剩余部分则用于信息译码,收割的能量用来保证信息译码时迭代MUD(Multi-User Detection)工作足够的迭代次数。论文的目的是为了最小化基站端的总发送功率,此目的有两个限制条件,其一是满足一定的能量收割需求,其二是满足用户一定的BER(Bit Error Ratio)要求。根据目的和条件,论文形成了联合考虑功率分割因子,MUD迭代次数的用户功率分配问题。为了解决这个复杂的非凸问题,论文提出了一种次优迭代算法逐步确定用户的功率分配方式,SWIPT功率分割因子和MUD迭代次数,并通过实验仿真验证了该算法能够明显提升系统性能。另一方面为了提供更加稳定可靠的传输速率,论文提出了一种基于能量收割和PD-NOMA的VLC/RF混合协作通信系统。与光源较近能直接进行VLC通信的近用户具备译码转发中继的功能,同时还能收割能量。近用户从VLC信号中收集能量,同时解调信息,然后利用收集的能量将解调的信息通过射频链路转发给不能与光源直接通信的远用户。论文分别分析了近用户和远用户的中断概率和中断容量,同时还分析了能量收割对用户中断概率和中断容量的影响,并通过二分法实验仿真论证了能量收割产生的影响。