非正交多址(NOMA)通过功率域的多用户复用成为第五代移动通信发展的关键技术。不同的功率分配方案直接影响系统的吞吐量,且由于在发送端利用了非正交多址技术,所以造成了接收端信号干扰消除难度的增加。故功率分配和干扰消除是非正交多址通信系统的两个关键技术。本文主要研究非正交多址系统发送端的功率分配算法和接收端的干扰消除算法。在发送端的功率分配算法方面,针对NOMA下行链路现有功率分配算法存在的局部最优问题,提出了一种利用共轭梯度法的最优功率分配方案,采用共轭梯度法求解用户的加权和速率最大化的优化问题,并引用了该方法可以收敛到全局最优解的证明。仿真结果表明,该方法性能优于已有的固定功率分配(FPA)算法和分数阶发射功率分配(FTPA)算法,且此非正交多址系统性能明显优于正交多址(OMA)系统。在接收端希望干扰消除算法不仅算法复杂度低,而且误码率低。针对现有的串行干扰消除(SIC)算法中存在的高时延和误码传播问题,将并行干扰消除(PIC)技术应用于NOMA系统。PIC可以有效改善SIC算法的不足,但其复杂度很高。结合SIC和PIC的优点提出了一种联合干扰消除(JIC)方法。仿真并分析了迫零串行干扰消除(ZF-SIC)、迫零并行干扰消除(ZF-PIC)和迫零联合干扰消除(ZFJIC)的误码性能和算法复杂度,结果表明,ZF-JIC可以在低复杂度的情况下有效降低时延并改善误码传播问题。然后,针对现有的ZF-SIC算法和MMSE-SIC算法在大规模天线情况下中存在的高复杂度问题,提出了低复杂度的ND-ZF-SIC、ND-MMSE-SIC以及ND-ZF-JIC算法。利用对角矩阵分解将大矩阵分解为对角矩阵与空心矩阵之和;利用Nuemann级数近似,将大矩阵的直接求逆运算转化为对角矩阵求逆运算的乘积之和。为了在降低复杂度的同时保证近似的精度,采用 Nuemann 级数的前两项进行近似。ZF-SIC、ND-ZF-SIC、MMSE-SIC、ND-MMSE-SIC、ZF-JIC和ND-ZF-JIC算法的仿真结果表明,ND-ZF-SIC和ND-MMSE-SIC算法的误码率分别与ZF-SIC和MMSE-SIC相近;JIC类算法性能均优于SIC类算法性能;ND-ZF-JIC算法相比于ZF-JIC算法更进一步降低了复杂度,且性能下降不大。最后,针对Nuemann级数近似在二阶以上时,复杂度迅速增长的问题,利用Jacobi迭代,提出了 JAC-ZF-SIC和JAC-ZF-JIC算法,使矩阵求逆的复杂度稳定在K的平方。并利用Frobenius矩阵分解对Jacobi迭代算法进行改进,提出了 FAC-ZF-SIC和FAC-ZF-JIC算法。仿真结果表明,JAC-ZF-SIC算法和JAC-ZF-JIC算法的性能分别与ZF-SIC算法和ZF-JIC算法相近;相比于JAC类算法,FAC类算法经过两次迭代即可收敛,且性能优于JAC类算法三次迭代的性能。