随着移动通信技术的发展,上千亿设备的接入导致数据需求爆炸性增长,5G已在全球范围内大规模部署,旨在支持更广泛的服务,而通信领域的研究人员已经开始了B5G技术的研究和6G移动通信的规划。然而,在一些郊区、野外、灾区等特殊场景中,基站可能会因为发生故障而导致通信中断,而临时建设基站耗时耗力,代价巨大,幸运的是,无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）具有灵活性和可操控性等一系列优点,可以代替地面设施作为空中临时基站,解决通信问题。本文对不同场景下UAV通信性能进行探索研究,主要内容如下。（1）为了提高无人机与地面用户的通信质量,提出了一种基于全双工（Full Duplex,FD）和非正交多址接入技术（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）的无人机通信系统模型,并分析了城市和郊区两种场景下该系统模型的遍历容量,获得了两种场景下该系统模型的精确容量;然后通过引入Q函数和利用截断方法得到了容量的近似闭式结论;在城市场景下,通过取系数因子得到了更精确的容量近似闭式表达式。仿真结果表明,莱斯因子对系统容量存在一定影响,增加无人机数量和NOMA功率向量可以获得更好的系统容量。（2）针对无人机飞行时间短和传感器节点（Sensor Nodes,SNs）能量有限而导致的数据采集效率低下、SNs总能耗大等问题,将非正交多址接入技术应用到UAV通信系统中,构建了一个基于NOMA的无人机辅助无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）数据采集模型,通过对SN调度和发射功率进行解耦,得到最优的SN调度,再采用逐次凸逼近（Successive Convex Approximation,SCA）技术,得到最优的UAV轨迹和发射功率。仿真结果表明,SNs数量、UAV飞行时间以及上传数据量都会对SNs总能耗产生一定影响,并且所提方案可以降低SNs总能耗。（3）提出了一种在无人机辅助通信下,利用3D波束成形来增强容量的方法,该方法不仅增强了目标用户接收信号的强度,还能有效地控制干扰,尤其适用于因小区部署密集而导致干扰问题严重的的场景。在基于用户的波束成形方法的基础上,提出了一种基于用户分组的3D波束成形方法;分析了传统方案与基于用户的波束成形方案和所提方案之间的性能。仿真结果表明,不同小区数和不同波束数目均会对容量、边缘用户吞吐量以及SINR性能产生一定影响。