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协作通信技术通过用户彼此共享对方的天线,形成一种类似于分布式天线的虚拟多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统,基于其能够有效地提高系统容量,扩大网络覆盖范围以及打破传统MIMO系统对设备要求的局限性,从而具有非常广阔的应用前景。当今,频谱资源日益紧张,非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术通过采用非正交传输来获得更高的频谱效率,将很有可能成为下一代移动通信的多址接入技术。考虑到以上两点,本文研究两种基于中继的NOMA下行链路蜂窝通信系统模型,模型1是考虑直接链路的中继与NOMA相结合的系统;模型2是忽略直接链路的中继与NOMA相结合的系统,本文取得的成果可以概括如下:1.对两种系统模型中用户中断概率的准确闭合表达式、高信噪比下渐近表达式以及分集增益进行了推导;仿真结果表明:以上两种模型能够得到的中断性能与基于机会策略下的传统多址接入(Multiple Access,MA)系统接近,并且明显优于基于随机策略下的MA系统以及不引入中继的NOMA系统。NOMA系统的中断性能严格依赖于每个用户的信息速率门限以及功率分配因子,如果错误地选择了用户的信息速率门限以及功率分配因子,将使中断概率为1,用户对服务质量的需求无法得到满足。2.对两种模型系统用户的遍历和速率上界表达式采用两种近似方法进行了推导。仿真结果表明:在高信噪比下,其理论值与仿真结果一致;两种模型NOMA系统的和信息速率与基于机会策略的MA系统接近,并且明显优于不引入中继的NOMA系统,更重要的是NOMA系统能够在同一个时域、频域以及码域服务于多个用户,从而能够获得更高的频谱效率和用户公平性。