星座图展示数字通信系统接收端信号点的分布状态。每个信号点代表一个码元符号的采样值。星座图横轴标记同相分量(I分量),纵轴标记正交分量(Q分量)。坐标原点对应载波参考相位零点。
星座图采集过程包含以下步骤。第一步,接收机对模拟中频信号进行模数转换。第二步,数字下变频器提取I、Q两路基带信号。第三步,符号同步模块定位每个码元的最佳采样时刻。第四步,采样器在每个符号周期内记录一个I值和Q值。第五步,数据存储器按时间顺序排列这些I/Q值对。第六步,显示器用像素点标记每个I/Q值对在平面坐标系中的位置。
星座图上每一点包含两个数值。I值计算方式为接收信号幅度乘以相位余弦值。Q值计算方式为接收信号幅度乘以相位正弦值。点与点之间的间距反映调制方式的阶数。QPSK调制产生4个清晰点簇,位置在坐标轴45度角方向。16QAM调制产生16个点簇,排列成4乘4的网格。64QAM调制产生64个点簇,排列成8乘8的网格。
星座图点簇的形态关联三项信道参数。第一项,点簇中心偏离理想位置的角度代表相位误差度数。第二项,点簇偏离理想位置的半径长度代表幅度误差分贝数。第三项,点簇围绕中心的扩散半径代表噪声功率谱密度瓦特每赫兹。点簇呈现环状扩散时,说明相位噪声功率超过某个阈值。点簇呈现径向星形扩散时,说明加性高斯白噪声功率超过某个阈值。
星座图数据点数量与观测时间成正比。测试仪器每秒采集100万个符号点。仪表显示4万个点在屏幕上。工程师通过观察点的形状判断信道状态。点簇清晰可辨时,信道误码率在10的负6次方级别。点簇边界模糊时,信道误码率在10的负3次方级别。点簇完全混叠成圆盘状时,信道误码率高于10的负1次方级别。
星座图工具提供两项测量功能。第一项,误差矢量幅度(EVM)测量功能返回一个百分比数值。EVM数值计算方式为所有点与理想点距离的均方根值除以最大符号幅度。第二项,相位噪声测量功能返回一个功率谱密度曲线。相位噪声曲线横轴为偏移频率,纵轴为功率谱密度单位分贝每赫兹。
星座图在三种设备上显示。第一种是矢量信号分析仪,屏幕尺寸为10英寸,像素分辨率为1024乘以768。第二种是示波器,屏幕尺寸为12英寸,像素分辨率为1280乘以1024。第三种是软件界面,典型窗口尺寸为800像素乘以600像素。







