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随着社会经济的快速发展和科学技术的不断创新,移动通信系统经历了从第一代(1G)到第四代(4G)的探索和更新,已经逐步在现代社会的生活、金融、交通等领域起着至关重要的作用。在如今的信息化时代,4G已经被广泛商用,而面对未来各种新兴业务的巨大流量需求和速率标准,加上未来海量的用户和设备接入,使得现使用的频谱资源更加应接不暇,目前的4G移动通信系统毫无疑问满足不了发展的需求,因此,第五代移动通信系统(5G)的研究浪潮在全世界范围内兴起,包含稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)技术在内的新型空口技术成为研究热点。本文首先对经典的星座设计方法进行介绍,分析总结几种方法的关键操作步骤和实现的难易程度,而后在此基础上提出一种基于实部虚部混合排列的多维旋转星座,并介绍了映射矩阵由于其与低密度奇偶校验矩阵(Low Density Parity Check Code,LDPC)的相似性,设计实现相对简单。本文提出一种基于混沌序列的SCMA系统,基于对混沌系统的认识,先介绍了一种经典的Logistic混沌序列,然后给出了系统的整体设计方案。采用基于TCM(Trellis Coded Modulation)子集分割法生成用户的星座图,然后结合映射矩阵生成用户码本,每个用户发送的信号直接映射到所属码本的码字上,并且各个用户的码字可以叠加后在共同的资源块上进行传输,这样就实现多用户复用,从而进一步提高了频谱利用率。实验结果证明本文设计的基于混沌序列的SCMA系统相比于传统的SCMA系统来说,其在不增加译码复杂度的前提下,系统的误码率(Bit Error Rate,BER)明显降低。本文中的仿真实验都使用消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA),其进行多用户检测的译码复杂度已然不高,但是这个算法的硬件设计不易实现。针对此缺陷,本文分析了几种基于MPA算法的改进算法,并对各算法进行仿真实验,对比其整体性能后,提出一种联合MPA译码和Turbo译码的新型多用户检测算法,仿真实验结果表明其系统性能有一定的提升。最后本文总结得出MPA算法优化的一般策略。