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随着5G时代的到来,人工智能、大数据、物联网不断兴起,用户对频谱效率、可靠性、功耗等指标要求越来越高。新型非正交多址接入(NOMA)技术因为其有效提高频谱利用率,在相同的时频资源内服务更多用户的特点受到人们的广泛关注。本文通过将NOMA技术与中继协作技术相结合,应用到通信网络的下行链路中,并结合多输入多输出(MIMO)、中继选择等技术设计网络模型,介于实际情况的分析,考虑非理想信道状态信息(CSI)和串行干扰消除(SIC)误差对系统性能的影响。论文主要成果有:1、针对单天线NOMA中继协作系统,推导了瑞利衰落信道下该系统的中断概率和遍历和速率表达式,通过实验仿真验证理论分析的正确性,相比于传统的OMA中继协作系统,该系统具有更高的频谱效率。2、针对基站与用户间不存在直接链路的多用户多天线NOMA中继系统模型,分析了Nakagami-m衰落信道下的系统性能。对所提模型推导出各用户的准确中断概率表达式、渐进中断概率表达式和各用户的遍历速率以及系统遍历和速率上界表达式,并通过实验仿真验证理论分析的正确性。得出的结论有:用户所能获得的分集增益与天线数有关,通过增加基站或用户处的天线数,可显著降低用户中断概率;NOMA系统中各用户性能与中继位置有关,通过调整中继位置可保证系统各用户的公平性;Nakagami-m衰落信道中m值越大信道衰落越小,系统性能越好;在系统总的遍历和不变的前提下,NOMA技术相比于传统OMA来说,相同的时间内能服务更多的用户。3、针对基站与用户间存在直接链路的多天线多中继NOMA系统,分析了Nakagami-m衰落信道下的系统性能及非理想CSI和SIC误差对系统性能影响。对所提模型推导出两用户的准确中断概率表达式、渐进中断概率表达式和两用户的遍历速率以及系统遍历和速率上界表达式,通过实验仿真验证理论分析的正确性。得出的结论有:相比于OMA中继系统,NOMA技术在相同时频段内能服务更多的用户,提高了频谱效率和用户公平性;使用部分中继选择策略(PRS),中继数从一个增加到两个时,用户中断概率明显下降,当中继数大于等于三个时对系统中断概率性能提升作用越来越小;由于非理想CSI的考虑,中断概率随着系统平均信噪比增加会出现误码平层(EF);由于SIC误差的考虑,除了解调第一个用户信息不会受到SIC误差的影响,第二个及以后的用户都将会受到影响,且由于累积效应越是靠后的用户性能影响越大;各用户的遍历速率随着系统平均信噪比的增加将趋于定值,且SIC误差对系统遍历速率影响非常大,在技术上应尽量降低和避免SIC误差的存在。