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多址技术是无线通信发展的基本技术,它的突破会促进无线通信系统的升级换代。前四代的移动通信系统均基于正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)技术,即将一个正交资源只分配给一个用户,这严重限制了小区的吞吐量和设备连接的数量。然而,随着物联网和移动互联网的飞跃快速发展,有限的频谱资源和不断增加的海量设备的频谱需求之间的矛盾日益扩大,OMA技术受到频谱效率与设备接入能力的限制,难以满足未来移动通信的发展需求。为了面对第五代移动通信系统(Fifth Generation Mobile Communication System,5G)诸如大规模连接、低延迟等挑战,多种技术陆续被提出,例如大规模多输入多输出(Large-Scale Multiple-Input Multiple-Output,LS-MIMO)技术,超密集网络(Ultra Dense Network,UDN)、小型蜂窝网络(Small Cell Network,SCN)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术等。其中,NOMA能够大幅度提高频谱效率和设备连接数量,受到学术界和工业界的广泛关注。本文主要研究基于硬件损伤条件下NOMA双跳(Dual-Hop,DH)放大转发(Amplify-and-Forward,AF)下行协作中继系统的衰落性能。分析远端用户和近端用户的性能,推导得到了中断概率(Outage Probability,OP)以及遍历和速率(Ergodic Sum Rate,ESR)的闭式表达式以及高信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)条件下的近似性能。分析结果表明,随着硬件损伤系数的增加,无论对于远端用户还是近端用户,系统的中断性能变差;随着SNR的增大,ESR在硬件损伤条件下会存在一个上界,此时说明再增加SNR也不能提高系统的遍历性能;在同一SNR下,随着硬件损伤系数的增加,ESR逐渐趋于零,从而导致NOMA系统无法正常工作。最后,研究了基于硬件损伤和非理想信道状态信息(Imperfect Channel State Information,ICSI)的NOMA DH AF下行协作中继系统的性能,其不同链路采用不同的衰落信道,在接收端采用信息解码而非用户解码,得到了相应的OP闭式表达式以及高SNR条件下的渐近性能,进而分析了该系统下的吞吐量。仿真结果表明,理想状态下的中断性能相较于硬件损伤和信道估计误差下的中断性能更好,此时说明硬件损伤和信道估计误差都会导致系统的中断性能变差;当存在信道估计误差时,随着SNR的增大,两用户信息的OP存在误差平台,信道估计误差对系统造成的影响较硬件损伤大。