成风毅，刘爱军，张青双，张应宪

(解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210007)



APSK与极化码级联系统星座优化设计方案*

成风毅，刘爱军，张青双，张应宪

(解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210007)

摘要：针对基于极化码同幅相键控调制(APSK)级联系统，首先简述了APSK调制方案和极化(Polar)码构造过程，阐述了APSK星座图上内外圆半径比R与信道容量I(W)之间的关系。在此基础上，分析了级联后系统的信道二次极化过程，针对极化码译码流程，基于密度进化(DE)算法优化了系统星座图设计。理论分析和仿真结果表明，该算法能够兼顾系统性能和复杂度，可为基于Polar码的高阶调制系统星座优化设计问题提供技术参考。

关键词：APSK；星座设计；极化码；密度进化；信道

0引言

在实际卫星通信系统中，为提高APSK系统的性能，通常会同时采用具有逼近香浓极限特性的LDPC码和Turbo码：这种方案能够在一定阶段解决通信的可靠性问题，然而在此两种编码方式同APSK的级联系统中，往往是将编码和调制分离设计，并没有将编码和调制看成一个整体系统，本文基于信道变换的角度，将调制和编码看为一个整体进行联合设计，寻求对APSK星座图进行优化设计。

作为目前唯一证明可以获得香农极限的编码方式，极化码具有对数编译码复杂度，并且可灵活的实现码字重构。基于Polar码的APSK通信系统与LDPC/Turbo码系统相比具有较低的检测复杂度和潜在的性能优势，这也是本文的主要研究的出发点。

提高基于Polar码的APSK系统性能的关键在于如何设计APSK星座图以保证所选择的极化后子信道容量和最大[1]。……