基于BM-APSK调制的高斯信道容量计算

发布时间：2021-10-12 23:11

　　针对功率约束为P的高斯信道,等概率均匀分布的输入信号可达到的传输速率始终与信道容量极限存在差距的问题。基于Box-Muller变换,提出一种利用等概率均匀分布信号构造振幅频移相键控（APSK）星座的方法（BM-APSK）,并证明该方法在星座点数趋于无穷时达到高斯信道容量。通过高斯信道模拟卫星通信环境,采用无速率码编译码技术结合BM-APSK调制方法实验。实验结果表明:实际译码启动长度与由信道容量计算的启动译码时理论码字长度条件基本保持一致,研究信道容量对实际通信系统译码时初始启动码率有很好的估计效果。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020,39(04)CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

(Un,Vn)点集图及64 BM-APSK星座图

根据上文的证明得出在Cn上均匀分布的星座满足给出的两个条件，由此验证了本文提出的定理在平均功率限制为P条件下是合理成立的。图2给出了常规的QAM星座和本文所提出的BM-APSK星座在不同SNR值时高斯信道容量的性能损耗图形。由图看出，当n→∞时，常规QAM星座容量始终无法达到香农信道容量极限，而BM-APSK星座容量的性能损失随着n的增大逐渐减小直至为0，由此证明了定理的正确性，但BM-APSK星座容量的收敛速度仍未解决。DVB-S2X标准实现了多种APSK调制[8]，当星座点数为4k时(n=2k),DVB-S2X标准将星座点分布在2n个圆周上，每个圆周包含n/2个点。由上节的证明可知，这种星座分布在n→∞时也能达到高斯信道容量极限。图3将该星座与上节提出的BM-APSK星座在信道容量方面进行了比较。

DVB-S2X标准实现了多种APSK调制[8]，当星座点数为4k时(n=2k),DVB-S2X标准将星座点分布在2n个圆周上，每个圆周包含n/2个点。由上节的证明可知，这种星座分布在n→∞时也能达到高斯信道容量极限。图3将该星座与上节提出的BM-APSK星座在信道容量方面进行了比较。即使两种星座在SNR较高时都渐近地达到信道极限容量，但它们对于有限基数的信号集也表现出不同的性能。因而在不同的SNR条件下选择合适的星座分布才能充分利用信道传输信息的能力。此外，DVB-S2X设计降低了峰值平均功率比，使其更适用于实际通信系统。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3433489