中文引用格式： 李永杰，陆继钊，续晓光，等. 基于KL距离的非相干大规模SIMO系统星座设计[J]. 电子技术应用，2026，52(6)：69-73.
英文引用格式： Li Yongjie，Lu Jizhao，Ji Xiaoguang，et al. Constellation design for non-coherent massive SIMO systems based on KL distance[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(6)：69-73.
引言
工业物联网(Industrial Internet of Things，IIoT)日益增长的连接需求，对无线通信提出高可靠、低延迟、高安全的严苛要求[1]。6G提出的超可靠低时延通信(Ultra Reliable and Low Latency Communications,URLLC)[2]，面临延迟与可靠性的固有权衡[3]。大规模天线系统是实现URLLC的有效手段，可提供显著空间复用与阵列增益[4]，但性能高度依赖精确信道状态信息(Channel State Information，CSI)，获取大规模CSI会带来显著额外开销与延迟[5]。无需CSI的非相干技术，渐近性能与相干技术相当，且短包通信能效更优[6]，其中基于能量检测(Energy Detection，ED)的接收机因低复杂度、低功耗、易实现的优势，受到研究者广泛关注[7]。
现有研究主要聚焦于独立信道下的星座设计[8]、错误率分析[9]及信号检测算法[10-11]等方面。然而，在实际系统中，由于天线间距的限制以及散射环境的不足，信道相关性是不可避免的，特别是大规模天线系统[12]。针对指数相关信道，文献[13]利用Szegő极限定理和泰勒近似，提出了一种低复杂度的检测算法；文献[14]则在对接收信号进行迫零预处理后，提出了一种低复杂度的检测算法，并推导了成对错误概率(Pairwise Error Probability，PEP)，进而优化了星座设计。然而，上述研究主要集中于一维指数相关信道（即天线呈线性排列）的场景。对于更为一般的相关信道，接收信号的分布更为复杂，系统性能分析困难，导致性能优化缺乏有效的解决方案。
针对上述问题，本文提出一种基于星座点间Kullback-Leibler（KL）距离的星座设计算法。该方法首先采用KLT消除接收信号相关性，基于高信噪比（SNR）下非零星座点间KL距离的渐近特性，以平均功率为约束，以最大化最小KL距离为目标，将原非凸问题分解为分别优化非零星座点之间及与含零点间的KL距离两个子问题。子问题1推导出非零星座点呈等比序列结构，子问题2据此设计了高效一维二分算法求解所有最优星座。该算法适用于任意相关信道，显著提升了系统PEP性能，仿真结果表明其优于传统方案，验证了所提方法的有效性，并揭示了最优星座的等比序列结构特征。
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作者信息：
李永杰，陆继钊，续晓光，王正，戚晓勇
（国网河南省电力公司信息通信分公司，河南 郑州 450052）
