Mapper Side Geometric Shaping for QAM Constellations in 5G MIMO Wireless Channel with Realistic LDPC Codes
在无线通信系统中，存在用于信号传输的许多阶段。其中，映射和解映射将比特序列转换为复数序列，反之亦然。这个操作是由星座系统来完成的--由复平面上的一组标记点来完成。通常，星座的几何形状是固定的，并且星座点是均匀间隔的，例如，相同的正交幅度调制（QAM）用于宽范围的信噪比（SNR）。通过消除星座的一致性，可以实现更大的容量值。由于当前标准的限制，很难在映射器或解映射器侧改变星座。在这种情况下，可以使用原始方法仅在映射器或解映射器侧优化星座。通过容量的数值计算，说明了最佳几何星座的选择依赖于信噪比。通过最大化互信息（MI）来进行优化。MI函数描述通过具有最佳编码的信道传输的信息量。为了证明这种方法的有效性，我们使用现实的LDPC码和MIMO 5G OFDM信道在现代物理级Sionna仿真器中提供了数值实验。
2023-03-05 cs.IT cs.NI eess.SP
MU-MIMO Symbol-Level Precoding for QAM Constellations with Maximum Likelihood Receivers
针对多用户 MIMO 下行 QAM 传输，本文研究 SLP 与 MLD 联合设计，提出 SSVMP 及基于 SDP 的优化方案，显著优于传统 BD 方法。
2024-10-29 eess.SP
CP-OFDM Achieves the Lowest Average Ranging Sidelobe Under QAM/PSK Constellations
本文研究ISAC中以通信为中心的最优测距波形，证明CP-OFDM在QAM/PSK星座下实现全局最低P-ACF旁瓣，并在无CP情况下对A-ACF达到局部最优，且数值结果验证无其他正交波形能超越OFDM。
2025-07-21 cs.IT eess.SP math.IT
Achievable Sum-rate of variants of QAM over Gaussian Multiple Access Channel with and without security
本文研究了多种QAM变体及混合星座在高斯多址信道下的可达和速率，并拓展至高斯多址窃听信道场景，分析了不同SNR下各调制方案的保密和速率性能，给出了最优调制组合结论。
2023-08-22 cs.IT eess.SP math.IT
Construction of 1-Bit Transmit Signal Vectors for Downlink MU-MISO Systems: QAM constellations
在本文中，我们研究了具有大量天线阵列的基站在具有成本效益的1位数模转换器下的发射信号的构造。由于其粗糙的非线性特性，传统的预编码方法不能产生有吸引力的性能与严重的错误平层问题。此外，由于其组合性质，找到最佳发射信号在计算上是不可信的。因此，有效地构造1比特发射信号仍然是一个悬而未决的问题。作为我们早期工作的扩展，我们提出了一种有效的方法来构建一个1比特的正交幅度调制星座下的发射信号。为此，我们首先推导出所谓的可行性条件，确保每个用户的无噪声观测属于一个期望的决策区域，然后将其转换为线性约束。考虑到对加性噪声的鲁棒性，所提出的构造方法被配制成一个定义良好的混合整数线性规划问题。在此基础上，我们开发了一种低复杂度的算法来解决它（等效地，生成一个1比特的发送信号）。通过仿真，验证了该方法在计算复杂性和检测性能方面的优越性。
2021-04-22 cs.IT eess.SP math.IT
High Order M-QAM Massive MIMO Detector with Low Computational Complexity for 5G Systems
在这项工作中，已经评估了具有高阶星座的传统和大规模多输入多输出系统的误比特率的行为，这对于实现5G标准通信的频谱效率至关重要。我们使用实域Schnorr Euchner枚举与K-best算法，以减少检测的计算复杂度。结果，在这封信中，已经优于现有的检测算法的复杂度和BER，特别是在低信噪比区域，大规模和传统的MIMO系统。我们针对N $\times$ N MIMO系统执行了仿真，其中N = 8、25、40、50、60、80、100和120，用于根据用于5G系统及更高系统的最新3GPP标准的256-QAM和1024-QAM高阶传输系统。所有的分析和结果，在这封信中给出的是从我们的MIMO检测器，在使用纠错解码器。
2018-08-06 eess.SP
Not All Symbols Are Equal: Importance-Aware Constellation Design for Semantic Communication
Department of Electrical and Computer Engineering, Worcester Polytechnic Institute（沃斯特理工学院电气与计算机工程系）；Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）
本文提出一种联合语义-物理层框架，通过提取离散潜在概念、评估概念重要性及动态选择传输子集，改进星座设计以保护任务关键信息，提升高频谱效率下的语义保护概率。
2026-05-14 cs.AI cs.LG eess.SP
Subspace-Based Detection in OFDM ISAC Systems under Different Constellations
针对不同星座调制导致OFDM ISAC系统峰值旁瓣电平波动、影响多目标检测的问题，提出基于子空间的分步检测法以消除已检测目标干扰，经仿真验证该方法在多种星座下均能保持稳定的高检测性能。
2024-01-30 eess.SP
Optimized Geometric Constellation Shaping for Wiener Phase Noise Channels with Viterbi-Viterbi Carrier Phase Estimation
针对维纳相位噪声信道，提出通过几何星座整形修改发射星座，将标准V&V算法扩展到更高阶调制格式。
2023-10-18 cs.IT eess.SP math.IT
Parallax QAMA: Novel Downlink Multiple Access for MISO Systems with Simple Receivers
本文提出一种基于H-QAM和SDMA的新型下行多址接入系统Parallax QAMA，通过联合符号映射与相位对齐预编码，使接收机无需SIC即可低复杂度解调，实现了优于非SIC基准且可比SIC基准的速率域。
2025-06-29 cs.IT eess.SP math.IT
Neural Network-Based Single-Carrier Joint Communication and Sensing: Loss Design, Constellation Shaping and Precoding
本文研究单载波JCAS中高阶调制对感知性能的影响，用神经网络实现收发与感知模块，并借助Cramér-Rao界和互信息设计与SNR及快照数解耦的损失。
2025-09-30 eess.SP
Constellation Design for Deep Joint Source-Channel Coding
基于深度学习的联合信源-信道编码（JSCC）在图像和特征传输方面表现出了优异的性能。然而，JSCC编码器的输出值是连续的，这使得调制星座复杂且密集。设计用于传输这种全分辨率星座点的射频链是困难且昂贵的。本文提出了两种将全分辨率星座图映射到有限星座图的方法。所提出的方法的星座映射结果分别对应于规则星座和不规则星座。我们将这些方法应用于现有的深度JSCC模型，并在具有不同信噪比（SNR）的AWGN信道上对其进行评估。实验结果表明，所提出的方法比传统的均匀正交幅度调制（QAM）星座映射方法，只有增加了一些额外的参数。
2022-06-08 cs.IT eess.SP math.IT
FTN Signaling: Spectral Efficiency from BPSK to 16-QAM
Atilim University（阿提利姆大学）；Cankiri Karatekin University（昌克勒卡雷特金大学）；Middle East Technical University（中东技术大学）；Ankara Yildirim Beyazit University（安卡拉耶尔德勒姆贝亚齐特大学）；Izmir Bakircay University（伊兹密尔巴希切希尔大学）；Carleton University（卡尔顿大学）
该研究针对 BPSK、QPSK 和 16-QAM 的 FTN 信号，在 MMSE-CS 检测框架下分析其可实现信息率，发现星座阶数越高，最佳加速因子越接近奈奎斯特极限，为 FTN 信号工作点选择提供依据。
2026-10-09 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Data Link at 1Gbps using 256 QAM
本文提出一种采用256 QAM调制、各向同性天线及零差架构的1 Gbps无线链路设计，在5GHz频段实现低于1e-5的误码率，并给出系统性能与物料清单。
2023-06-17 cs.NI eess.SP
High-Cardinality Hybrid Shaping for 4D Modulation Formats in Optical Communications Optimized via End-to-End Learning
在本文中，我们进行了联合优化的概率（PS）和几何整形（GS）的四维（4D）调制格式在长距离相干波分复用（WDM）光纤通信使用自动编码器框架。我们提出了一个4D 10比特/符号的星座图，我们通过光纤信道的分步傅立叶模型进行端到端深度学习来获得。与普遍采用的偏振复用32-QAM格式相比，星座在大约400 Gbits/s的数据速率下实现了13.6%的到达增加，前向纠错开销为20%。
2021-12-20 eess.SP
Movable-Antenna Index Modulation (MA-IM): System Framework and Performance Analysis
King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
本文提出基于可移动天线的索引调制（MA-IM）框架，通过空间移动性创造信息承载维度，设计联合星座意识锚点策略，证明需综合考虑信号星座几何特性以实现最优性能。
2026-03-27 eess.SP
Quantifying Phase Noise Tolerance for Single-Carrier M-QAM Terahertz Wireless Communications with Advantages of Photonic Approaches
本研究针对太赫兹高阶QAM通信中相位噪声损伤问题，通过重建相位噪声并嵌入单载波模型分析失真机制，采用3σ准则评估鲁棒性，发现适度提升振荡器稳定性可显著改善误码率，明确了光子学低噪声振荡器的应用价值。
2025-10-02 eess.SP physics.optics
Regularized Neural Detection for One-Bit Massive MIMO Communication Systems
本文针对一比特大规模MIMO检测问题，在梯度下降检测器中引入深度学习正则化和基于星座的损失函数，并结合深度展开与循环神经网络架构，有效提升了高阶M-QAM星座下的检测性能。
2023-05-26 eess.SP
BICM-compatible Rate Adaptive Geometric Constellation Shaping Using Optimized Many-to-one Labeling
提出并实验验证了一种与BICM兼容的速率自适应几何星座整形方案，通过优化QAM点位置和标签实现高信息速率，在非线性信道中性能与PAS相当，并显著优于传统QAM。
2024-03-13 cs.IT eess.SP math.IT
Constellation Design and Detection under Generalized Hardware Impairments
针对广义硬件损伤，本文提出极坐标域的近似相位-幅度失真检测器（PAD-D），通过失真感知加权联合抑制幅度和相位失真，推导高信噪比SEP近似并优化星座，性能显著优于传统检测器。
2025-11-12 eess.SP
Alternative Shapes of Modulation Schemes Detailed Exposition and Simulation Methodology
KTH（皇家理工学院）
本文研究了调制方案的替代形状，通过多种方法评估不同星座设计在不同信道下的性能，发现SER最优不一定能耗最优，机器学习方法能灵活优化可靠性、鲁棒性和能耗。
2026-01-21 eess.SP
Bit Error Rate Analysis of M-ARY PSK and M-ARY QAM Over Rician Fading Channel
本文主要研究了莱斯衰落信道中不同信噪比下多进制QAM和多进制PSK的误比特率性能。信号在无线通信系统中经历多径传播，这导致信号幅度在时间上迅速波动，被定义为衰落。莱斯衰落是一种小信号衰落。莱斯衰落是无线电传播不一致性的假设模型，其由无线电信号自身的分数抵消产生，并且因此信号通过几个不同的路径到达接收器。在这种情况下，至少一个目的地路径被延长或缩短。从本文中可以看出，对于M进制QAM和M进制PSK（如256 QAM，64 PSK等），当信噪比以分贝为单位增加时，其误比特率值减小，并利用MATLAB仿真给出了M进制QAM和M进制PSK的星座图。在信噪比一定的情况下，随着分集阶数的增加，误比特率也随之下降。分集是一种有影响的接收机系统，它提供了对接收信号强度的改善。
2020-02-16 cs.IT eess.SP math.IT
Quasi-Constant Modulus Design for Nonlinearity-Tolerant Geometric Shaped Four Dimensional Modulation Format
State Key Laboratory of Photonics and Communications, Publications Department, School of Integrated Circuit Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学集成电路科学与工程学院光子与通信国家重点实验室出版部）
本文提出了一种基于准常模的四维调制格式，通过高谱效率实现非线性容忍，展示了在不同光纤中的鲁棒性及信噪比提升。
2026-04-20 eess.SP
On the Ambiguity Function of OFDM-based ISAC Signals Under Non-Ideal Power Amplifiers
IEMN, UMR CNRS 8520, University of Lille（北方微电子与自动化研究所，法国国家科学研究中心联合研究单位8520，里尔大学）；University of Paris-Est Créteil (UPEC), LISSI/TincNET（巴黎东-克雷泰伊大学（UPEC），信息与信息系统实验室/网络通信团队）
本文研究了非理想功率放大器对OFDM-based ISAC信号中PSK和QAM星座的感知性能影响，分析了失真对模糊函数和测距性能的影响。
2025-12-10 eess.SP
Probabilistic Constellation Shaping for OFDM ISAC Signals Under Temporal-Frequency Filtering
针对OFDM ISAC信号在时频滤波下感知性能受信号随机性影响的问题，提出统一概率星座整形框架，通过约束感知CSI的MSE等指标最大化通信速率，实现灵活S&C权衡，仿真和实测验证有效。
2025-10-14 eess.SP
Collaborative Beamforming for Communication Applications Using a Two-Element Fully-Wireless Open-Loop Coherent Distributed Array
本文验证两节点全无线开环相干分布式通信系统，通过SDR节点处理与无线协同实现协作波束成形，在58米城市链路中获得高相干增益和低误码率。
2025-06-16 eess.SP
Recognition and evaluation of constellation diagram using deep learning based on underwater wireless optical communication
抽象的。提出了一种基于深度学习的水下无线光通信星座图识别与评估方法。设计了一种基于卷积神经网络（CNN）的UWOC系统星座图分析器，用于调制格式识别（MFR）、光信噪比（OSNR）和相位误差估计。此外，本文还利用无监督学习方法，从影响水下信道质量的各种因素中挖掘出一种新的优化度量，该度量综合了多个原始指标，我们称之为多噪声空间度量（MNSM）。该模型将星座质量从高到低划分为若干等级，反映了UWOC信道的质量。通过仿真，得到了4种广泛使用的M-QAM调制格式在16个OSNR值（15 dB ~ 30 dB）下的星座图，相位误差标准偏差范围为0° ~ 45°。实验结果表明，该方法对MFR、OSNR和相位噪声的估计精度分别达到100%、95%和98.6%。还进行了消融研究，以分析深度学习在星座图识别中的性能。
2020-07-12 cs.IT eess.SP math.IT
Model-Based Deep Learning of Joint Probabilistic and Geometric Shaping for Optical Communication
Nokia（诺基亚）；Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University（阿斯顿大学阿斯顿光子技术研究所）
应用基于自动编码器的深度学习来联合优化光学相干通信的几何和概率星座成形。优化的星座成形优于256 QAM麦克斯韦-玻尔兹曼概率分布，具有额外的0.05比特/4D符号互信息，用于170 km SMF链路上的64 GBd传输。
2022-04-05 cs.IT cs.LG eess.SP
Deterministic Sort-Free Candidate Pruning for Scalable MIMO Box Decoding
Vodafone Chair Mobile Communications Systems, Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
本文提出两种确定性剪枝策略，用于实现可扩展的 MIMO 信框解码，通过减少计算复杂度并保持 QAM 阶数无关性，实现硬件高效实现。
2026-02-12 cs.IT eess.SP math.IT
Beyond Powers of Two: Hexagonal Modulation and Non-Binary Coding for Wireless Communication Systems
自适应调制和编码（AMC）在现代无线通信系统中被广泛采用，以通过根据信道条件调整传输速率来提高传输效率。因此，AMC可以提供对信道资源的非常有效的使用，特别是在衰落信道上。正交幅度调制（QAM）是一种高效、广泛应用的数字调制技术.它通常采用矩形信号星座。因此，星座的判决区域是二维信号空间的正方形分区。然而，众所周知，六边形而不是正方形在二维中提供最紧凑的规则平铺。紧凑的平铺意味着星座点的密集封装，从而更节能的数据传输。谐波调制可能难以实现，因为它与二进制数据所采用的通常的二次幂符号大小不太匹配。为了克服这个问题，本文将非二进制编码与六边形调制相结合，以提供一种与二进制数据兼容的系统。的可行性和效率进行了评估，使用软件定义无线电（SDR）为基础的原型。大量的仿真结果表明，这种方法可以提供更好的能量效率和频谱利用率在无线通信系统。
2017-12-20 eess.SP
Deep Analog-to-Digital Converter for Wireless Communication
随着5G无线网络的出现，实现每秒数十千兆比特的吞吐量和毫秒级的低延迟已成为现实。这种性能水平将推动许多实时应用，如自动驾驶和增强现实，其中计算繁重的任务可以在云中执行。带宽的增加以及密集星座的使用给模数转换器（ADC）的速度和精度带来了很大的负担。宽带ADC的一种常用方法是利用多个通道，每个通道以时间交错方式以较低速度工作。然而，交错式ADC也有其自身的一系列挑战。并行架构对不同ADC通道之间的通道间失配、时序抖动、时钟偏移以及单个通道内的非线性非常敏感。因此，需要在ADC之后使用数字信号处理（DSP）进行复杂的后校准。传统的DSP校准消耗大量的功率，并且其设计需要知道在纳米CMOS工艺中变得越来越难以预测的误差的来源和类型。在本文中，我们不是单独针对每个误差源，而是利用深度学习算法来学习完整而复杂的ADC行为，并实时对其进行补偿。我们在8 G采样/秒8通道时间交织ADC上使用QAM-OFDM调制数据演示了这种“深度ADC”技术。针对不同QAM符号星座和OFDM子载波的仿真结果表明，在动态范围内，约5位的显着改善，伴随着符号错误率的大幅降低。我们进一步讨论了硬件实现，包括延迟，功耗，内存要求，和芯片面积。
2020-09-11 eess.SP
On Designing Modulation for Over-the-Air Computation -- Part II: Pyramid Sampling
本文针对大规模边缘网络中的数字空中计算，提出金字塔采样策略，将编码器设计复杂度从指数级降至多项式级，并支持标准调制，实现复杂度与精度的可控权衡。
2025-06-23 eess.SP
Full-Frame OFDM-ISAC: Joint Constellation, Pilot, and Receive-Filter Design
Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)（蔚山科学技术院）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；National Mobile Communications Research Laboratory, School of Information Science and Engineering, Southeast University（东南大学信息科学与工程学院国家移动通信实验室）；University College London（伦敦大学学院）
针对全帧OFDM-ISAC系统，提出联合设计星座、导频和接收滤波器的方法，在通信速率约束下最小化干扰底，提升目标检测概率和测距精度。
2026-09-22 eess.SP
End-to-end Optimization of Constellation Shaping for Wiener Phase Noise Channels with a Differentiable Blind Phase Search
本文通过可微分盲相位搜索实现 Wiener 相位噪声信道下几何与概率星座的端到端联合优化，提出无导频鲁棒调制方案，并在 64 进制系统中取得显著增益。
2023-04-21 cs.IT eess.SP math.IT
Symbol-Level Precoding Through the Lens of Zero Forcing and Vector Perturbation
符号级预编码（Symbol-level precoding，SLP）是多用户多输入多输出（multi-input-multi-output，MIMO）信道中物理层传输预编码的一种新方法。它利用了基本的符号星座结构，而传统的线性预编码的范例没有，以提高符号级的性能，如符号错误概率（SEP）。它还允许预编码器采取比线性预编码更一般的形式。本文旨在更好地理解SLP和线性预编码之间的关系，随后的设计影响，以及现有SLP范围之外的进一步连接。聚焦于正交幅度调制（QAM）星座，我们的研究是建立在一个基本的信号观察，即，SLP可以等价地表示为迫零（ZF）的线性预编码方案增加了一些适当选择的符号相关的扰动项，和一些扩展形式的SLP是等价的矢量扰动（VP）的非线性预编码方案增加了上述扰动项。我们研究如何从这种扰动ZF和VP解释产生的见解可以利用i）大大简化某些SLP设计标准的优化，即，总功率或峰值功率最小化受SEP质量保证;和ii）绘制与一些现有的SLP设计的连接。我们还触及的分析方面表明，在总功率最小化的标准下，基本的ZF计划是一个接近最佳的SLP计划时，QAM的顺序是非常高的-这给出了一个重要的含义，SLP是更有用的低阶QAM的情况下。数值结果进一步表明了不同的SLP设计的优点和局限性来自扰动ZF和VP的解释。
2022-02-14 cs.IT eess.SP math.IT
Detection Schemes with Low-Resolution ADCs and Spatial Oversampling for Transmission with Higher-Order Constellations in the Terahertz Band
本文研究太赫兹SIMO系统中低分辨率ADC与空间过采样下的检测方案，提出最优及次优检测器，并通过星座优化显著降低高阶QAM传输的符号错误率。
2025-02-05 cs.IT eess.SP math.IT
Signal Design for AF Relay Systems using Superposition Coding and Finite-Alphabet Inputs
研究了高斯放大转发（AF）中继系统中的信号设计问题，在中继端采用叠加编码（SC），使得信源和中继在两个时隙内传输各自的信息。在源端和中继端采用实用的正交幅度调制（QAM）星座。为了提高系统的误码性能，我们优化的权重系数采用在源和中继，以最大限度地提高接收复合星座的最小欧氏距离，受到各自的平均功率约束。所制定的优化问题是一个混合的连续-离散的，是非平凡的解决一般。通过诉诸打孔Farey序列，我们设法获得最佳的解决方案，制定的问题，首先划分成一个有限数量的子区间的整个可行区域，然后采取最大的所有可能的子区间。仿真结果表明，我们所提出的设计基于SC优于使用传统的时分多址接入（TDMA）的性能。
2019-12-17 cs.IT eess.SP math.IT
Increasing Data Rate through Shaping on Wireless Channels Subject to Mobility and Delay Spread
Duke University（杜克大学）
本文通过结合非等概率信号与LDPC编码，提高无线信道在小区边缘的传输速率，实现20%的速率提升。
2026-02-02 cs.IT eess.SP math.IT
Optimum Spectrum Extension for PAPR Reduction of DFT-s-OFDM
Huawei Technologies Sweden AB（华为技术有限公司瑞典分公司）
本文提出通过优化频谱扩展大小来降低DFT-s-OFDM的PAPR并提高传输速率，根据FDSS窗口和信噪比进行个性化配置。
2026-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Waveform Learning for Next-Generation Wireless Communication Systems
NVIDIA（英伟达）；Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）
我们提出了一种基于学习的方法，联合设计的发射和接收滤波器，星座的几何形状和相关的比特标记，以及一个神经网络（NN）为基础的检测器。该方法最大化可实现的信息速率，同时满足对相邻信道泄漏比（ACLR）和峰均功率比（PAPR）的约束。这允许控制频谱约束、峰值功率和通信速率之间的权衡。在加性高斯白噪声（AWGN）信道上的评估表明，与依赖于正交幅度调制（QAM）和根升余弦（RRC）的传统基线相比，ACLR和PAPR显著降低，而信息速率没有显著损失。当考虑第三代合作伙伴计划（3GPP）多径信道时，学习的波形和神经接收器能够实现比正交频分复用（OFDM）基线有竞争力或更高的速率，同时将ACLR降低10 dB，并将PAPR降低2 dB。所提出的方法在发射机侧不会产生额外的复杂性，并且可能是超5G系统波形设计的有吸引力的工具。
2022-03-24 cs.IT cs.LG eess.SP
