本文主要对功率域非正交多址接入(None-Orthogonal Multiple Access,NOMA)中的关键技术进行了研究。NOMA系统是通过在发送端引入功率域,给不同的用户分配不同的功率来实现用户区分,然后在接收端基于功率大小将多个复用用户区分开的一种技术。本文着重从以下四个方面展开研究。首先对功率域非正交多址技术的基本原理进行了简要的介绍,构建了两用户下行链路模型。然后详细介绍了NOMA系统的接收端技术,包括Symbol-level SIC算法、Codeword-level SIC算法和两用户迭代SIC算法这三种串行干扰消除算法,以及联合星座检测算法。然后针对所介绍的接收端算法进行了仿真分析,对这四种接收检测算法进行了误码率、复杂度和接收时延等方面的性能对比,最终选择Codeword-level SIC接收算法作为本系统所使用的接收端算法。然后针对NOMA系统发送端的相位旋转进行理论研究与仿真。首先对各种调制组合下的NOMA星座旋转叠加模型进行介绍,针对旋转叠加星座图,从理论上推导出不同调制组合下的最优的相位旋转角度,最后通过MATLAB仿真验证了理论推导的正确性。接着设计了一种NOMA下行链路自适应系统。该自适应系统可以在不同的总功率下选择不同的系统参数,从而使该系统在信息容量尽可能大的前提下达到系统误码率指标。首先设计一种参数寻优算法,通过仿真找出不同总信噪比下调制方式、信道编码方式以及功率分配方式的最优值。然后通过对二阶四阶矩信噪比估计算法的仿真对寻优结果进行了纠正。接着基于以上仿真结果对NOMA下行链路系统进行整体的自适应仿真,验证了该系统设计的有效性。并进一步完成了NOMA上行链路的模型构建和相关仿真。最后对NOMA下行链路系统进行FPGA实现,并在VIVADO环境下分模块地设计实现,最终在ZC706硬件平台上验证误码率性能,使之达到性能指标,从而证明了系统实现的正确性。