【摘 要】
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遗传算法是一种常用的启发式优化算法,它具有较强全局优化能力,常用于各种工程实际问题.随着移动通信服务的爆发式增长,未来移动通信系统将面临海量连接设备的挑战.稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）是一种非正交多址接入方案,能降低时延,同时提供更高的频谱效率.本文主要研究了基于遗传算法的功率不平衡码本设计和改进多用户检测算法,主要研究内容和取得的成果如下:（
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遗传算法是一种常用的启发式优化算法,它具有较强全局优化能力,常用于各种工程实际问题.随着移动通信服务的爆发式增长,未来移动通信系统将面临海量连接设备的挑战.稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）是一种非正交多址接入方案,能降低时延,同时提供更高的频谱效率.本文主要研究了基于遗传算法的功率不平衡码本设计和改进多用户检测算法,主要研究内容和取得的成果如下:（1）不同于以往功率平衡的码本设计方案,本文提出了一种新型的功率不平衡码本.一方面通过引入旋转因子得到一种新型的复数域母星座;另一方面通过调整Latin结构非零元素的位置得到一种更灵活的签名矩阵.（2）最小欧氏距离和最小乘积距离分别是高斯信道和瑞利衰落信道上的关键性能指标.在现有的SCMA码本中,最小欧氏距离最大,但是最小乘积距离不一定最大;最小乘积距离最大,但是最小欧氏距离不一定最大.本文分别以最小欧氏距离、最小乘积距离和二者构成的二维向量为目标函数,建立三种非线性优化模型.借助遗传算法,分别得到适合高斯信道、瑞利衰落信道和同时适合这两信道的功率不平衡SCMA码本.数值实验结果表明,本文提出的三个功率不平衡码本的误码率性能相较于已有码本有显著提升.（3）本文对原始消息传递算法（Message Passing Algorithm,MPA）进行改进,提出了一种基于功率调度的多用户检测算法.充分利用用户码本功率的不平衡性,对用户消息更新次序进行调整.数值实验结果表明,无论是误码率性能还是收敛速度相较于并行MPA方案和串行MPA方案均有显著提升.
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