马 莉，王茜竹，吴广富，王 超

(1.“新一代信息网络与终端”重庆市协同创新中心，重庆 400065；2.重庆邮电大学 电子信息与网络工程研究院，重庆 400065)

0 引 言

机器类通信(machine type communication，MTC)场景[1]包含两类不同服务质量(quality of service，QoS)要求的设备：高可靠低时延通信(ultra-reliable low latency communications，URLLC)设备和大规模机器类通信(massive machine type communication，mMTC)设备[2]。为了满足大量MTC设备的同时接入需求，引入了非正交多址接入(non-orthogonal multiple access，NOMA)技术。然而，MTC场景中不同QoS要求设备的混合接入给无线资源分配带来了严峻的挑战[3]。

目前，NOMA技术在MTC场景中的资源分配研究目标多为最大化能量效率[4,5]、最大化接入量[6,7]、最大化吞吐量[8,9]等。此外，S.Han等[10]提出了一种基于上行NOMA的联合功率和子载波的资源分配算法，提高了mMTC网络的保密容量；F.Fang等[11]研究了MTC设备在下行NOMA网络中的功率分配和集群调度方案，能较好降低设备功率；谷静等[12]以系统能效作为优化目标，利用自适应遗传算法(adaptive genetic algorithm，AGA)优化功率，改进了AGA的交叉和变异概率以避免较优解丢失，但作者直接以目标函数当成适应度函数，容易陷入局部最优解中。

针对上述问题，本文设计了一种基于NOMA技术的上行MTC资源分配方案。具体贡献有:①考虑了不同通信需求的MTC设备混合接入的情况，在满足URLLC设备QoS的前提下，建立mMTC设备功率优化模型；②设计了一种基于AGA的资源分配算法，并改进了混合变量的染色体编码规则，减少了变量个数，降低了约束矩阵维度，达到加快算法收敛速度的目的；③考虑了带约束的优化模型中种群可行解比例和单个个体满足约束的数量，对自适应惩罚函数进行应用和改进，提高算法搜索能力，并且保留种群次优个体以避免丢失较优解。……