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第5代(5G)无线通信网络要求更高的频谱效率、更低的时延和更大的互连性。作为一种非常有前途的多址接入技术,非正交多址(NOMA)能够有效地解决这些问题,所以NOMA已经成为5G中的关键技术之一。为了进一步提高频谱效率,NOMA研究已经被扩展到了多入多出(MIMO)系统,即通过空间复用技术来进一步增加NOMA系统的数据传输速率。另一方面,MIMO所提供的空间资源还可以用于天线分集或者空时编码来改善NOMA系统的中断性能以及数据传输的可靠性,但是这方面的研究刚起步,成果相对较少。因此,本文针对开环场景下具有非理想信道状态信息(CSI)的下行NOMA系统,运用天线分集技术来改善所提系统的中断性能。我们将本文的主要贡献和创新总结如下:1.在发射机仅获得部分CSI条件下,即基站(BS)只知道用户的距离和信道方向信息,本文设计了基于天线分集的预编码和探测矢量,这使得所提MIMO-NOMA系统退化成仅拥有统计CSI的单入单出(SISO)-NOMA系统。中断分析表明在实施所提天线分集方案后,该系统能够获得最大的分集阶数,从而改善了系统的中断性能。2.在发射机仅获得统计CSI条件下,即BS只知道用户信道矩阵的统计特性,本文也设计出了基于天线分集的预编码和探测矢量,这也使得所提MIMO-NOMA系统退化成仅拥有统计CSI的SISO-NOMA系统。但是,中断分析表明在实施所提天线分集方案后,该系统仅获得了接收分集,而发射分集的获得需要进一步结合空时编码。3.基于仅拥有统计CSI的SISO-NOMA系统,本文提出一种动态功率分配方案。这种功率分配方案不仅保证了每个NOMA组中弱用户(除了簇头)的各态历经速率服务质量,而且最大化簇头的各态历经速率。中断分析表明通过使用该功率分配方案,用户的分集阶数与其信息的连续干扰抵消解码顺序呈线性关系,且当用户的信息被优先解码时,此用户具有较大的分集阶数。4.用户分簇在NOMA系统中也起了十分重要的作用,所以在所提功率分配方案条件下,通过比较对应的正交多址系统,本文也分析了用户分簇对所考虑NOMA组中各态历经总速率的作用,继而设计出一种低复杂度但十分有效的用户分簇算法。