调制方案的替代星座形状：详细阐述与仿真方法
信号处理
2026-01-22 v1
摘要
调制星座设计是数字通信中的核心挑战，尤其是在对频谱效率、鲁棒性和能耗有严格要求的情况下。诸如 PSK 和 QAM 的经典方案虽然在解析上易于处理，但在实际信道和非线性硬件约束下往往会失去最优性。本文从几何、概率、优化和机器学习的角度对星座设计进行了统一研究，重点关注符号错误率(SER)、衰落鲁棒性、峰均功率比(PAPR)和能效。我们通过大规模蒙特卡洛仿真，在 AWGN 和瑞利衰落信道下评估了经典、基于格、非对称、概率整形、黄金角、启发式优化以及机器学习辅助的星座。结合 PAPR 感知和功率放大器模型表明，SER 最优设计并不总是能耗最优的；微小的 SER 折衷可以带来显著的节能。机器学习方法通过将信道和硬件约束嵌入学习目标，为可靠性、鲁棒性和能效提供了灵活的联合优化。
引用
@article{arxiv.2601.15004,
title = {Alternative Shapes of Modulation Schemes Detailed Exposition and Simulation Methodology},
author = {Nipun Agarwal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.15004},
year = {2026}
}