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目前,我们正逐步迈入人与万物紧密互联的智能时代。在新时期,移动数据流量爆炸式增长,通信网络连接的设备总数十分巨大,用户对频谱效率、可靠性、功耗等指标的要求也越来越严苛。面对通信网络中的千亿级连接需求以及可用频谱资源严重短缺的现状,非正交多址接入(NOMA)技术展现出了独特的优势,成为应对海量设备接入、提高频谱效率的关键技术之一。本文将基于NOMA技术致力于研究未来通信网络中的下行链路传输方案,以提高系统可靠性和频谱利用率。重点关注全双工技术在基于正交频分复用(OFDM)技术的NOMA中继系统中的应用,并结合中继选择、功率分配(PA)、天线选择(AS)等技术设计可靠的机会传输方案,在增加系统容量和网络覆盖范围的同时,为用户提供可靠有效的通信。主要成果如下:1、针对NOMA半双工(HD)中继系统,研究了一种优先保证弱用户服务质量(QoS),并最大化系统总容量的两阶中继选择(Two-stage RS)方案。随后,当中继执行不同转发协议时,推导出该方案在瑞利衰落信道下的中断概率和分集增益。仿真结果表明,本方案在保证系统可靠性的同时也改善了NOMA用户的公平性。2、针对功率受限的NOMA中继系统,为了能够有效提高频谱资源和能量资源的利用率,并改善边缘用户的通信质量,本文结合全双工(FD)技术,在基于传统等功率分配的联合方案(EPA-RS)基础上,提出一种改进的联合功率分配和中继选择方案(Sub-OPA-RS)。首先利用不同优化方法确定基站和中继的发送功率值,然后再分级从多个中继中选取一个最优的节点来最大化系统速率。随后,分析并对比了不同联合方案的中断概率和性能优劣。仿真结果表明,Sub-OPA-RS方案的系统稳定性和有效性均优于EPA-RS方案。3、针对单天线NOMA全双工中继系统,本文引入了多天线技术以进一步改善系统性能,并先后提出两种多级天线选择方案。该方案利用分级天线选择技术在收端选取一根或多根接收天线,在发端选取一根最优的发送天线,在提高系统性能的同时也能降低多天线系统的操作复杂度。为了更贴合实际,本文基于Nakagami-m衰落模型,通过复杂的数学推导得到不同方案下中断概率的闭合表达式和渐近值,为实际分析多天线NOMA全双工中继系统的性能提供指导。最后,通过理论和仿真分析对比验证了两种方案的性能。