awgn信道中一维调制与二维调制的信道容量

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1、025‘6124/2008/28(2)一15压05Ch‘。，上即。cesc‘.空I’ed科学学报XiaGuojiang，xiongw七iming，sunHuixian.Capacityofon，dimensionalandtwO-dimensionalmodulationunder刃WGNchan-nels.Ch云，.J，即。cesc葱.，2008，28(2):150、184A，VGN信道中一维调制与二维调制的信道容量’夏国江‘，2熊蔚明‘孙辉先‘1(中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080)2(中国科

2、学院研究生院)摘要卫星通信和深空通信信道都可近似为加性高斯白噪声信道，所以研究这种信道中常用调制方式下的信道容量有重要意义.从香农信息论出发，推导出了一维调制和二维调制下的信道容量.在此基础上，阐明了在不同信噪比条件下应采用的调制方式，以及编码调制能够在不牺牲频谱利用率的前提下，得到编码增益的本质.讨论了无带宽约束下AM调制和PSK调制的香农限和在高信噪比条件下PSK的近似容量.关键词信道容量;一维调制;二维调制;香农限;高斯白噪声中图法分类号V542CaPacityofone一dimensionalandTw

3、o一dimensional入IodulationUnder八丙VGNChannelsXIAGuojiangl，ZXIONGW亡lming1SUNHuixianl1(Ceoterfor即acesc‘。。ceaodA即之‘e以凡esea二入，以‘。。:eAcaje。，ofsc葱eoces，刀e价匆100050)2(G、doate冻￡。e，‘t夕ojCh‘。eaoAcadem，ofsc‘eoce，)AbstractSatelliteanddeepspacecommunicationchauneIsareregarde

4、dapProximatelyaswhiteGaussiannoisechannelsaPproximatel从soit’551，ificanttostudyonchannelc即acitiesusi雌usualmodulatfonschemesunderthischannel.Startingfromshannon，slliformationtheory，thispaPerdevelopsthechannelc即acitiesofone-dimensionalandtwo-dimensionalmodulati

5、onschemes.Basedonabove，ite即lainsthatspecialmodulationschemesoughttobeadoptedaccordingtodifferentsignaltonoiseratfo.Fbrexample，BPSKmodulationschemesisusedindeepspacecommunicatfonbecauseofve尽】。wsi，altonoiseratio.ItaIsoexplainstheessentialofcodingga1nwiththesam

6、espectralefficiencyapplyingcodedmodulation.Forinstance，arateR=2/3convohitionalcodecanbecombinedwith&pSKmodulationwhichcanbecomparedwithuncodedQPSKmodulati0n，sincetheybothhavethesamespectralefficiencyof，=Zbit/symbol.Theshannon，slihatofAMandPSKwithoutbandwidth

7、constralntandtheasymptoticc即acityofPSKwithhighsignaltoratfoarediscussedattheendofthisP即er·K叮wordsChannelc即acit扒one-dimensionajmodulation，Two-dimensionalmodulation，Shan-non，511而t，认飞lteGaussiannoise，中国科学院创新课题资助(062134A45s)2007-07-05收到原稿，2007-11一13收到修定稿万方数据夏国江等

8、:刃wGN信道中一维调制与二维调制的信道容量re.Je，1.J了、一-.、.PX1引言1伽，Q)少Q(，}二)·.夕玉业互一-d;d二.(2)shalmonll】提出的著名噪信道编码定理指出，{几p(x)Q(，}x)dx当信息传输速率小于信道容量时，总能找到一种编码方式，使得译码错误概率任意小，所以该定理又其中，抓x)为输入x的概率密度函数，Q川幻为称为信道容量定理.此定理表明，在研究