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随着互联网业务的快速发展,以及物联网车联网概念的相继提出,爆炸式增长的网络流量需求对下一代无线通信系统提出了严峻的挑战。高容量需求与受限频谱资源的冲突,使得具有高频谱效率的容量增强技术成为研究者们争相探索的热点。联合中继系统(CRS,Cooperative Relaying System)作为提升空域分集的有效手段而受到研究者的重视,但由于多路信道传输的信号重复,也导致其系统容量受限。非正交多址接入(NOMA,Non-Orthogonal Multiple Access)区别于传统的正交多址接入(OMA,Orthogonal Multiple Access)技术,能进一步提升系统容量和频谱效率,被认为是一种在5G中非常有潜力的新型多址接入方案。而结合了NOMA与CRS的非交多址联合中继系统(NOMA-CRS,Non-Orthogonal Multiple Access-Cooperative Relaying System)不仅可以获得空域分集,又能进一步有效提升频谱效率与系统容量。在这篇文章中,我们将首先介绍NOMA的基本原理,然后深入研究NOMA-CRS,并针对已存在的系统提出一种容量增强的接收机设计方案,最后对现有NOMA-CRS进行时隙拓展。在一个两符号的下行NOMA-CRS场景中,通过采用叠加编码,源节点将两个符号叠加成一个广播信号。中继在接收到信号后,先从叠加信号中解调出信干噪比高的符号,然后通过串行干扰消除(SIC,Successive Interference Cancellation)解调出叠加信号中功率较低的符号,最后以全功率向目标节点转发该符号。而目标节点则依次在广播时隙和转发时隙之后解调以上两个符号。不同于已有接收机方案,在本论文所提方案中,来自于源节点的广播信号和中继的转发信号将在目标节点先进行最大比合(MRC,Maximum Ratio Combination),获得分集增益,然后通过SIC依次解调。另外,文章对遍历性容量和中断概率性能进行了理论分析,并给出高传输信噪比下的闭式解。针对本方案的近似最优功率分配策略也被提出。理论和仿真结果都显示,本接收机方案较现有方案有较大性能提升。最后,论文还将NOMA-CRS关联时隙由现有两时隙拓展到三时隙,系统性能也得到有效提升。