移动通信产业的高速发展为移动用户和流量的爆发式增长创造了条件,然而受制于有限的时频资源,移动通信技术需要进一步提升频谱效率和接入能力。为此众多移动通信技术应运而生,其中非正交多址接入（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）在时频域外引入功率域,是一种很有潜力的技术。与传统的正交多址接入不同,NOMA允许多个用户共享相同的时频资源,使用不同功率等级来区分不同用户信号,在接收端应用串行干扰消除技术进行多用户检测和解码。功率域复用使NOMA可以显著提升用户接入数量和频谱效率,但也增加了无线资源管理难度。NOMA无线资源管理包括功率和时频资源的管理。功率分配是满足用户服务质量（Quality of Service,QoS）需求并减少功率域复用所带来干扰的关键;NOMA系统中的时频资源分配又称用户分组,不同用户分组方案意味着需要不同功率分配方案来减小组内干扰,因此需要联合优化用户分组和功率分配来提升NOMA系统性能;多小区场景中边缘用户会同时受到小区间和组内的干扰,这会使用户分组与功率分配的联合优化问题变得更加复杂。另外,为满足移动设备日益增长的计算和时延需求,很多研究主张将计算任务无线卸载到移动边缘计算（Mobile Edge Computing,MEC）服务器处执行,但庞大的计算任务给无线传输带来了极大挑战。为此本文考虑通过NOMA辅助MEC卸载,联合优化无线资源和计算资源管理,从而构建高效的通算一体化网络,这使得NOMA无线资源管理更具挑战性。针对NOMA所面临的这些挑战,本文的研究内容包括以下几部分:1)针对下行NOMA无线资源管理问题,本文提出了 NOMA下行传输场景中用户分组与功率分配联合优化方案。目前NOMA用户分组工作大都依据用户信道状态划分用户,然而QoS需求也是用户分组的关键。另外在NOMA下行多小区场景中,小区间干扰会增加功率分配难度,考虑小区间干扰和用户QoS需求的用户分组问题仍是开放性问题。为此本文设计考虑用户QoS需求和小区间干扰的用户分组策略来最小化NOMA下行多小区系统总发射功率。本文以基站为博弈参与者建立博弈模型,通过博弈参与者之间的相互影响来刻画小区间干扰,并且将每个博弈参与者的分组决策问题转化为在由用户组成的图中寻找特定负环的问题。本文拓展了 Bellman-Ford算法来搜索这些负环。为了降低算法复杂度,本文也设计了一种基于贪心算法的多项式时间次优策略。仿真结果证实,用户分组时考虑用户QoS需求和小区间干扰是非常关键的,且所提出算法可显著降低用户间干扰和总发射功率。2)针对上行NOMA无线资源管理问题,本文提出了 NOMA上行传输场景中用户接入、分组与功率分配联合优化方案。考虑到用户受限的发射功率,减小上行发射功率更为迫切且具有挑战性。用户选择上行发射功率时不仅要考虑自身QoS需求,还要考虑降低对其他用户的干扰。并且在多小区场景下,用户可能更倾向于接入干扰最小的小区而非距离最近小区。用户间干扰使得上行无线资源管理变得更复杂,然而目前并没有研究工作定量分析单个用户给其他用户所造成的干扰（外部性）并据此进行NOMA上行无线资源管理。为此本文推导外部性函数来描述NOMA上行系统用户间干扰,并以用户为博弈参与者建立NOMA上行系统联合用户接入、分组和功率分配问题的势博弈模型,设计了基于势博弈的用户接入和分组算法。仿真结果表明,与现有方案相比,本文所提出算法能显著降低总发射功率。3)针对通算一体化网络NOMA无线资源管理问题,本文提出了面向边缘计算的NOMA无线资源优化机制。在NOMA辅助的通算一体化网络中,计算任务总时延包括两部分,分别是无线传输时延和MEC服务器处理时延。因此,为满足移动设备的时延需求,基于NOMA的无线资源管理与MEC服务器处的计算资源管理是相互耦合的,为提升边缘卸载效率,需要对两者进行联合优化,这使得NOMA无线资源管理方案的设计更具挑战性。为此本文提出了一种NOMA辅助具有多MEC服务器的新型任务卸载框架,该框架考虑MEC服务器和移动设备的异构性,对通算一体化网络中NOMA无线资源和MEC服务器处的计算资源进行联合优化,从而在满足所有移动设备不同延迟要求的同时最小化所有任务总延迟。仿真结果表明,本文所提出的联合优化方案可以显著降低卸载时延。考虑用户QoS需求,本文首先研究多小区下行和上行NOMA系统中的无线资源管理问题来降低总发射功率,然后将NOMA应用到通算一体化网络中,联合管理无线与计算资源来最小化边缘卸载总时延。在研究过程中本文应用了图论、博弈论和凸优化等理论进行算法设计,并通过仿真对算法优越性进行了验证。三个研究点的研究结果清楚地表明,NOMA技术能够显著提升无线通信系统性能和用户体验。