随着无线通信技术的飞快发展,无人机因其通用性以及可操控性在工业界和学术界受到广泛的关注。相较于地面固定基站的无线通信系统,无人机辅助无线通信能够提供更好的视距链路,并可利用灵活的机动性创造更好的信道质量。因此,无人机辅助无线通信是提高现有通信系统性能的一种有前景的解决方案。其中无人机的轨迹设计是无人机通信系统中的一个重点研究方向,如何设计无人机的轨迹对于提高系统容量也是至关重要的。然而,随着移动互联网的需求日益增长,无人机通信网络需面临未来无线通信网络所提出的高频谱效率、大规模连通性等挑战性要求。非正交多址接入技术凭借着可以在有限的频谱资源内允许多个用户同时访问同一频谱来提高频谱效率,还可以实现更好的用户公平性等优势被认为是在第五代及超五代移动通信网络中有前景的候选技术之一。鉴于以上研究背景,为了实现更高的频谱效率、更小的传输损耗和更短的传输延迟,本论文将非正交多址接入技术集成到无人机对地通信系统中,考虑了两种不同的基于非正交多址接入的无人机对地通信的应用场景,其中非正交多址接入协议可以进一步提高频谱利用率,结合无人机的高移动性以建立更好的视距链路,利用最优的无线资源分配以及无人机路径规划,提出了以下两种基于非正交多址接入的无人机对地通信传输策略的研究,其研究内容归纳如下:（1）面向双用户服务的非正交多址接入的无人机对地通信系统实现系统平均和速率最大化的资源分配和轨迹优化。首先建立非正交多址接入的无人机对地通信系统模型,其中无人机作为空中基站,采用非正交多址接入传输协议与两个固定地面用户进行通信。在考虑不同用户多样的服务质量需求下,利用块坐标下降法及连续凸优化相关技术,提出了联合QoS感知的功率分配因子、用户串行干扰消除调度因子以及无人机路径优化的迭代算法,在有限时间实现所有用户的平均和速率最大化。其仿真结果表明了非正交多址接入应用于无人机通信网络中的优越性,在保证用户服务质量需求的资源分配的同时提供了更高的传输性能。（2）面向多用户服务的非正交多址接入的无人机对地通信系统。该场景考虑了一个无人机基站在有限的飞行时间内为多个用户提供定期服务。面向多用户服务的场景直接采用非正交多址接入传输协议会存在很严重的用户间干扰、且会严重增加串行干扰消除解码的复杂度,因此,基于快速最优用户分组策略对用户进行分组,在每个用户组中执行非正交多址接入传输协议,根据用户的瞬时信道增益提出了一种低复杂度的瞬时用户分组策略。其中,还采用了基于非正交多址接入的用户调度因子以实现调节无人机与用户组之间的对应关系,并且还考虑了在每个非正交多址接入用户组内采用了QoS感知的功率分配的优化方案。我的目标是在有限的时间内联合优化用户分组、用户组调度因子、无人机分配给用户的功率分配因子以及无人机的飞行路径,从而实现所有用户组最小平均和速率最大化。利用连续凸优化技术和块坐标下降法,并提出了一种求局部最优解的迭代算法。其仿真实验结果表明了,所提出的QoS感知的联合优化方案的性能优于其他基准方案。