为了满足人类社会的需求以及应对一些特殊的应用场景,智能化的办公、生活和学习已经成为大势所趋。这种新生的智能化方式将给现有无线通信网络带来巨大的压力,因为其会占用现有网络的资源,轻者使网络阻塞,重者使网络瘫痪。为了解决这个问题,未来无线通信系统需能够容纳海量的设备以及处理多种多样的业务,第五代移动通信系统(5th Generation Mobile Communication Systems,5G)已经成为通信领域学者研究的重点并在逐步走向商用。同时,第四代移动通信系统(4th Generation Mobile Communication Systems,4G)中的正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)技术由于其可承载并发用户数受到正交资源块数目的限制,已无法满足未来通信系统大连接的需求,所以非正交多址技术(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)凭借其较大的连接数与超高的系统容量受到广大学者的青睐,成为5G系统的关键技术之一。为了在5G中更好地应用NOMA技术,本文研究了完美与非完美信道NOMA下行系统的资源分配方式以获得最优系统性能。针对完美信道的多载波NOMA系统,本文主要研究了系统最大和速率的资源分配方案。由于此优化问题属于非凸优化,直接求解非常困难,所以本文将其分解为子信道分配和功率分配两个子问题进行求解。首先,本文采用了一种次优化的子信道分配算法,可以以较低的计算复杂度为用户分配合适的子信道;其次,对于子信道间的功率分配,本文采用复杂度低且易于实现的分数阶功率分配(Fractional Transmit Power Allocation,FTPA)算法,对于子信道内的功率分配,本文通过分析Karush-Kuhn-Tucker(KKT)优化条件获得各个用户的最优解;最后,仿真结果表明本文提出方案的性能优于正交多址(Orthogonal Multiple Access,OMA)系统与其他已有资源分配方案。针对不完美信道的单载波NOMA系统,本文主要研究其加权和速率最大的资源分配方案。首先,本文对优化问题目标函数的凹凸性进行证明,得出目标函数凹凸性与加权系数间的关系;其次,本文给出两用户情况下优化方程,并对弱用户功率分配范围进行确定,通过对目标函数驻点的位置分三种进行情况讨论:小于分配功率最小值、在最小值和最大值之间、大于最大值,得出加权系数比与最优解之间的关系;再次,本文对多用户情况下的优化函数进行求解,其方法是两用户情况下的推广,并根据分析结果提出了一种低复杂度的功率分配算法;最后,仿真结果表明本文提出算法的有效性,并将完美信道与不完美信道的加权和速率进行了全面的对比。