随着移动互联网和物联网(IOT)的飞速发展,人们对于系统容量、频谱效率的需求日益增加。非正交多址接入(NOMA)技术通过利用功率域资源可有效地提高系统容量和频谱效率,多输入多输出(MIMO)技术通过利用空间域的资源来成倍地提高频谱效率。MIMO-NOMA技术结合了MIMO和NOMA的优势,充分利用了空间域和功率域资源,可显著地提高系统容量以及频谱效率,满足移动互联网和物联网的发展需求。MIMO-NOMA系统中,通过分簇算法将用户划分到不同用户簇,簇内用户在同一时频资源上非正交地叠加传输,而不同用户分簇方式会对用户公平性、系统容量、频谱效率等产生影响。同时,MIMO-NOMA系统中,发射端对用户进行功率分配,发射功率大小将决定用户数据速率以及SIC(串行干扰消除)接收机的信号解调顺序,因而如何设计出合理的功率分配算法至关重要。为了避免出现边缘用户的数据速率得不到保证的情况,以用户公平性为前提,研究下行链路多用户MIMO-NOMA系统的用户分簇和功率分配问题十分必要。论文研究内容和成果如下:1.针对下行链路的多用户MIMO-NOMA系统,提出了一种在保证系统容量的同时提高用户公平性的用户分簇算法。首先,设置簇内主用户,并根据用户信道增益差和信道空间相关度构建优先级矩阵;然后根据优先级矩阵采用双向优先选择准则,更新簇内用户和候选用户集;接着,在不满足所设置的最低数据速率条件时,对所有剩余用户采用穷举搜索进行用户分簇。仿真结果表明,与基于信道质量差异的分簇算法和基于空间相关度门限值的分簇算法相比,所提出的用户分簇算法能够有效提高用户公平性,同时兼顾了系统容量。2.针对下行链路的多用户MIMO-NOMA系统,以保证用户的最低数据速率为前提,提出了一种提高用户公平性的联合功率分配算法。首先,将联合功率分配问题转化为簇间功率分配子问题和簇内功率分配子问题,得到两个子问题各自对应的凸近似子问题;然后,引入序列凸规划的思想,在已知簇间功率分配结果时,求解簇内功率分配子问题;接着,在已知簇内功率分配结果时,基于序列凸规划的思想,求解簇间功率分配子问题;最后,得到簇间功率和簇内功率,实现联合功率优化。仿真结果表明,与分数阶功率分配算法及在满足最低数据速率的前提下提高系统容量的功率分配算法相比,所提出的联合功率分配算法不仅能够提高用户公平性,还能满足最低数据速率要求。