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非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)技术作为第五代移动通信系统(5th Generation Mobile Systems,5G)的关键候选技术之一,近年来在工业界和学术界得到了广泛的关注。通过在发射端使用叠加编码技术和在接收端使用串行干扰消除技术(Successive Interference Cancellation,SIC),NOMA 技术可以显著地提升系统的吞吐量,并能改善小区边缘用户的平均吞吐量。近年来随着绿色通信这一概念的蓬勃兴起,系统的能量效率(Energy Efficiency,EE)继频谱效率(Spectral Efficiency,SE)之后成为衡量通信系统性能的又一重要指标。EE成为今后通信系统设计者越来越需要关注的系统性能指标之一。提升通信网络的能量效率有利于减少全球温室气体排放和空间电磁污染等危害,符合绿色发展的概念。本文主要针对基于NOMA的通信系统,以提升系统的EE和SE为主要目标,研究了资源分配算法。本文的主要研究内容和创新点归纳如下:1.首先,针对下行NOMA系统,给出了 EE和SE的联合优化的最优功率分配算法。考虑一个基站使用同一时频资源同时向多个用户发送信息。为了贴近实际,本文同时考虑了基站的最大发射功率约束和用户的服务质量(Quality of service,QoS)要求,以同时提升系统的EE和SE为主要的研究目标。可以证明系统的最优EE是发射功率的严格拟凹函数,基于这一重要结论,我们将原始的优化问题等效地分解为一个双层优化问题,并提出了联合优化EE和SE的最优功率分配算法。此外,我们还研究了系统的最优发射功率和电路功率的关系,可以证明系统的最优发射功率是电路功率的非减函数。2.针对下行NOMA场景,提出了能量有效的低复杂度的资源分配算法。考虑基站的最大发射功率约束、用户的QoS要求、接收机复杂度等约束条件,以提升系统的EE为目标,提出了一种新型的子信道分配算法和子信道间功率分配算法并给出了复用用户间的最优功率分配因子。首先,关于子信道的分配问题,本文提出了一种基于等效信道增益矩阵最大值选择的用户—子信道匹配算法,与现有算法相比具有良好的性能和较低的复杂度。在用户发射功率分配问题上,我们首先假设子信道间采用等功率分配方案,给出了复用用户间的最优功率分配因子,然后将子信道间的功率分配问题表示为比率和问题(Sum of Ratio Problem,SoRP),最后采用 Dinkelbach类算法给出了该问题的一个次优解。3.针对基于NOMA的协作中继系统,给出了低复杂度且最优的功率分配算法。考虑源节点和中继节点的最大发射功率约束以及链路的QoS要求等条件,以提升协作中继系统的全局能量效率(Global energy efficiency,GEE)为目标研究功率分配算法。本文首先证明为了最大化系统的GEE,对于同一用户符号在目标节点到中继节点和中继节点到目的节点这两段链路上应该具有相同的数据率,基于这一重要的结论,本文在提出了最大化基于NOMA的协作终级系统的最优功率分配算法,并分析了目的节点和中继节点的位置关系对于系统GEE的影响,可以为今后基于NOMA的协作中继系统的设计提供一定的参考。