非正交多址（NOMA）因其较高的频谱效率,被认为是未来移动通信中一种很有前途的多址接入技术。认知无线电（CR）已成为一种可以高效利用稀缺频谱资源的新模式。若能将NOMA与CR有机结合,可以获得更高的频谱效率。然而,目前鲜有研究可高效地将NOMA与CR结合起来。除了提高无线网络的频谱效率,5G的另一个关键目标是提高能源效率^[11]。考虑无线能量传输与信息传输的结合,称为无线携能通信（SWIPT）,其中信息传输信号也用于能量提取。因此,本文将SWIPT应用到基于认知无线电的NOMA模型中,进一步提高系统能量效率。首先,本文提出了一种基于overlay CRNs的NOMA模型的协同传输方案,即通过使用NOMA技术,次级发射机（ST）作为一个中继,同时帮助传递主网络和次网络信息。特别地,上述传输方案在ST的信道条件相对于主级发射机（PT）更好时能提高频谱效率和能量效率。利用Nakagami-m衰落信道的概率统计特性,分别推导了提出传输方案中主次网络用户的中断概率与吞吐量性能。仿真结果表明,由于采用了基于NOMA的合作传输方案,网络性能得到了提高。它也揭示了NOMA优于传统的正交多重存取（OMA）并获得更好的频谱利用率。然后,本文提出了一种新型的基于SWIPT的认知NOMA模型,即ST充当能量采集型中继,解码同时采集能量。在所提模型中,次级发射机作为中继解码转发主级发射机的信号并从中采集能量,同时采用NOMA技术,进行主网和次网信号的并发传输。并且推导提出传输方案中主次网络用户的中断概率与吞吐量性能。仿真结果表明,采用基于SWIPT的认知NOMA传输方案,系统的中断概率得到了降低与容量性能得到了提高。该现象揭示了能量合作型认知NOMA系统能够改善网络性能。最后,本文考虑主网络与次网络之间都没有直达电路,需通过中继进行转发,因此提出一种改良的基于overlay CRNs的NOMA模型的协同传输方案,其中主级发射机（PT）和ST共享同一中继,中继解码后进行转发。这样可以确保多个用户同时被服务,并且可以更好地利用整个频谱。因此,可以实现两个网络的双赢局面。中断概率和系统吞吐量的解析表达式都以闭合形式写出。仿真结果表明,在主级和次级网络直连的信道条件不好的情况下,采用改良的基于overlay CRNs的NOMA模型的协同传输方案,系统的中断概率得到了降低与系统吞吐量得到了提高。