随着智能终端的爆炸性增长以及物联网等新兴需求的兴起,世界各国已广泛开展了第五代移动通信(5th Generation Mobile Communication System,5G)关键技术的研究。与现有的移动通信系统相比,5G将在传输速率、无线覆盖、传输时延和用户体验等方面得到显著的提高,日益紧缺的频谱资源也将使得5G具有超高的频谱效率。在同一时频资源为多个用户提供服务的非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)技术可以有效提高频谱效率,近年来成为国内外学者广泛研究的5G技术之一。与传统正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)技术相比,NOMA需要兼顾系统传输速率和用户公平性,并且NOMA引入了更多的用户间干扰。因此,如何合理的分配无线资源,实现NOMA技术优越的性能成为一个重要的研究问题。本文针对上述问题做了以下研究工作:首先,介绍了当前新型多址技术的实现原理及优缺点。针对NOMA强大的非正交优势,详细阐述了NOMA中采用的关键技术,并分析了两用户场景下NOMA和OMA系统无线传输过程,揭示出用户数大于基站天线数时,NOMA在系统性能方面远远优于OMA。其次,针对非理想信道状态信息(Channel State Information,CSI)的场景,研究了基于NOMA的下行功率分配方法。基于用户信道增益差异和相关性,首先提出一种改进型用户选择方法,该方法有效改善了系统性能。基站采用正则化迫零(Regularized Zero Forcing,RZF)预编码,以系统用户公平性作为约束,基于“系统和速率最大化”,提出了一种利用非理想CSI的多用户NOMA下行功率分配方法,该方法可以根据用户信道增益动态地对基站发射总功率进行分配。仿真结果表明:与现有方法相比,所提方法在确保系统性能的同时,更好地维护了用户的公平性。最后,针对无线携能的无线通信场景,提出了一种基于NOMA的无线资源分配方法。系统中,所有用户除了将信号部分解码信息外,还将其余部分转化为能量,用于上行导频和电路消耗。在系统用户公平性和有效利用用户收集的能量作为约束下,基于“系统谱效率最大化”原则,设计了最优的正则化参数、功率分割系数、以及功率分配系数。仿真结果表明:与现有方法相比,所提方法能够有效降低干扰,同时用户可以利用最优的功率分割系数协调信息解码和能量收集,显著提高了系统谱效率。