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编码调制是信息可靠性，有效性和可控性传输的有效方法。通信领域研究和追求的目的是在资源有限的条件下，寻找逼近信道容量的优化方法，是一个具有挑战性的研究课题。 第三代和第四代移动通信由于功率和带宽受限，难以逼近信道容量，至今不能实现高质量实时视频传输。深空通信方面，火星和月球探测失败大都是由于关键阶段通信的信道容量不足和传输误码等原因所致。香农证明了信道容量的极限为:错误概率趋近于0时，端到端的通信服务所消耗的最小信噪比，即每比特信号能量和噪声功率谱密度的最小比值不小于-1.59dB。通过逼近信道容量极限来减小通信服务所需功率是通信领域多年来的重要研究方向。 编码调制技术是达到上述目标的重要途径。1982年，Ungerboeck G首次将信道编码与调制联合优化，提出了网格编码调制(TCM);1992年，Zehavi E提出了比特交织编码调制(BICM);1997年，LiXD和Ritcey JA提出了基于Turbo思想的迭代-比特交织编码调制(BICM-ID)。BICM-ID通过合适的星座映射，能得到逼近信道容量的性能。因此，在高阶调制下，低复杂度联合编码调制是接近信道容量的有效方法。 本文在国家自然科学基金项目的支持下，对低复杂度联合编码调制优化方法进行了研究，取得了阶段性成果:为了传输容量接近容量限，采用优化的非均匀分布APSK调制星座取代传统的多维QAM调制星座，利用哈姆尼克均值和二进制交换算法进行优化，提出了基于高性能编码调制映射的联合解调译码方法;进一步，为降低映射优化过程的复杂度，利用低复杂度的16APSK映射优化方法，提出了新型低复杂度编码调制优化映射“4+12N-APSK”;此外，将“掺杂”结构引入BICM-ID系统，消除了错误平底，提高了判别精度。实验结果表明，低复杂度联合编码调制优化方法是逼近信道容量限的有效方法。 本文的主要工作和创新点包括: (1)针对功率受限的加性高斯白噪声(AWGN)信道，当具有高斯分布的信号作为信道输入时，信息传输性能接近信道容量，对联合编码调制设计了一种新型的非均匀排布16APSK的星座映射方法，提出了基于高性能编码调制映射的联合解调译码方法。理论分析和仿真结果表明，该方法在瑞利衰落信道误比特率在10-5时，比传统的矩形QAM调制星座图译码性能至少改善0.6dB;在AWGN信道误比特率在10-3时，比传统的MSEW映射和GRAY映射至少改善0.3dB. (2)针对映射优化复杂度问题，将非均匀排布16APSK星座图通过预编码和映射转换，降低了星座图映射优化的复杂度，同时，使得传输符号的最小欧式自由距离增大，从而提升了系统抗干扰能力和低信噪比可靠接收能力，提出了低复杂度编码调制优化映射“4+12N-APSK”，改善了系统译码性能。 (3)针对BICM-ID中由于迭代结构产生的错误平底问题，将“掺杂”结构引入BICM-ID，并结合低复杂度编码调制优化映射“4+12N-APSK”，消除了错误平底的影响。仿真实验表明，该方法提升了系统译码性能。