随着社会的发展,社会对移动通信技术的需求越来越多。经历了四代移动通信标准,当前对于5G标准的讨论正在紧锣密鼓地进行中。非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access, NOMA)技术作为5G的物理层关键技术之一,与传统的正交多址接入相比提升了频谱利用率。然而,传统的移动通信网络的升级换代通常需要更换硬件设备来完成,这就导致每次更新系统都会出现高成本、高能耗的问题。而运用软件无线电(Software Defined Radio, SDR)技术可以使通信技术的升级通过软件的更新升级来进行,这能大大减少网络升级换代的开销。因此,研究和设计基于SDR的NOMA接收机对于以后利用SDR技术验证和实现通信技术有重大意义。本文绪论部分主要介绍了研究背景和研究现状,在第二部分对基于通用处理器(General Purpose Processor, GPP)的SDR技术进行了简单的总结,通过对比几种开源SDR软件,选择了 OpenAirInterface (OAI)作为实现NOMA收发信机的基础,然后简要介绍了其软件功能和硬件设备通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral, USRP)。第三部分主要介绍了基于SDR的NOMA收发信机的设计与实现。首先,简要介绍了 NOMA技术原理。从原理上对NOMA收发信机的设计进行了分析。然后分别对NOMA发射机和接收机的设计与实现进行了详细的阐述。首先给出了 NOMA收发信机的工作流程的设计,然后深入分析了编解码模块、调制解调模块以及干扰消除模块的原理及实现方式。最后,根据实际空口环境下的实验结果,验证了本文设计实现的NOMA收发信机的正确性及NOMA技术的优势。第四部分提出了一种基于GPP的NOMA接收机的并行优化算法。由于单线程的处理方式无法完成高数据量情况下的基带信号处理工作,本文通过分析基带信号处理流程工作,设计了解码时隙使每个子帧的处理流程之间相互独立,进而使用多线程技术实现了接收机的基带信号处理功能,通过多线程并行处理提高了对高性能处理器的利用率进而提高了NOMA接收机的性能。通过实际空口环境的实验,证明了使用多线程方案的接收机的正确性。通过与单线程接收机的结果对比,证明了优化后的接收机有更强的处理性能,并且有很大的提升空间,能够为验证5G新技术提供可靠的实验平台。