調制星座圖

星座圖（Constellation Diagram）是一種用於表示數位調變技術的圖形工具，主要用於顯示信號在相位和振幅上的分佈情況。通過星座圖，我們可以直觀地觀察信號的調變方式以及信號在傳輸過程中可能受到的乾擾或失真。

常見的調制方式及其星座圖

1. BPSK（二進制相移鍵控）

   • 星座圖包含兩個點，位於實軸上，分別對應相位0°和180°。
   • 用於簡單的數位通信系統。

2. QPSK（四相相移鍵控）

   • 星座圖包含四個點，均勻分佈在單位圓上，相位間隔為90°。
   • 每個符號攜帶2個位元的資訊。

3. 16-QAM（16點正交振幅調變）

   • 星座圖包含16個點，排列成4x4的網格，分別對應不同的相位和振幅組合。
   • 每個符號攜帶4個位元的資訊。

4. 64-QAM（64點正交振幅調變）

   • 星座圖包含64個點，排列成8x8的網格。
   • 每個符號攜帶6個位元的資訊。

星座圖的作用

1. 分析信號品質

   • 通過觀察星座圖的點是否清晰集中，可以判斷信號是否受到雜訊或乾擾。
   • 如果點分散或偏離理想位置，表示信號品質較差。

2. 評估調變性能

   • 星座圖可以幫助工程師評估調變技術的性能，例如誤碼率（BER）和信號雜訊比（SNR）。

3. 檢測調變錯誤

   • 如果星座圖中的點偏離預期位置，可能表示調變器或解調器存在問題。

星座圖的繪製

1. 信號採樣
   • 從接收到的信號中提取相位和振幅資訊。
2. 映射到複數平面
   • 將信號的實部和虛部分別映射到星座圖的橫軸和縱軸。
3. 繪製點集
   • 將所有信號點繪製在圖上，形成星座圖。

應用場景

• 無線通信（如Wi-Fi、4G/5G）
• 衛星通信
• 光纖通信

星座圖是數位通信系統中不可或缺的工具，能夠幫助工程師快速診斷和優化系統性能。