图样分割多址接入(Pattern Division Multiple Access,PDMA)是一种新型非正交多址接入技术,它对发射端和接收端进行联合设计优化,在发射端,在相同的时频域资源内,将多个用户信号在时域、频域、空域内进行复用传输,在接收端采用串行干扰抵消接收机算法进行多用户检测,实现上行和下行的非正交传输,逼近多用户信道的信道容量。然而,目前对于PDMA技术的研究还处于初始阶段,大多数研究都是基本的理论仿真验证,对于基本的系统模型描述也不尽相同。为此,本文针对PDMA发射端设计及功率分配方案进行了全面的整理,并在此基础上结合无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术进行了更深入的应用研究,具体包括:第一,根据PDMA传输原理给出了PDMA通用系统模型。PDMA是从基本的NOMA技术演变而来,根据PDMA的多用户叠加传输规则给出了PDMA系统在上行和下行的通用系统模型,并简要说明了PDMA发射端和接收端的关键技术。第二,针对5G在eMBB、mMTC和URLLC场景下的用户需求,分别设计了不同的PDMA图样设计准则从而使PDMA技术能够应用于5G各个场景,并根据不同设计准则搜索出来的图样进行性能分析和仿真分析以验证其有效性。接着进一步给出了图样的分配方案和系统功率分配方案。第三,本文将PDMA与SWIPT进行结合研究,提出了一个既能进行信息传输又可以进行能量收集的无线传输系统。由于结合SWIPT的新系统的吞吐量优化问题难以求解,本文提出了一种迭代优化算法联合优化用于用户信息解码的功率和用于能量收集的功率,并通过引入中间变量将目标问题转化为凸优化问题,最后通过仿真验证了该系统的有效性。本文工作主要为PDMA技术在5G下的应用提供理论和方法支撑,旨在解决5G多样化应用场景下差异化性能指标带来的挑战。