Diagrama de constelación
Un diagrama de constelación es una representación de una señal modulada por un esquema de modulación digital, como la modulación de amplitud en cuadratura o la modulación por desplazamiento de fase . [1] Muestra la señal como un diagrama de dispersión bidimensional del plano xy en el plano complejo en instantes de muestreo de símbolos . El ángulo de un punto, medido en sentido antihorario desde el eje horizontal, representa el cambio de fase de la onda portadora desde una fase de referencia. La distancia de un punto desde el origen representa una medida de la amplitud o potencia de la señal.
En un sistema de modulación digital , la información se transmite como una serie de muestras , cada una de las cuales ocupa un intervalo de tiempo uniforme. Durante cada muestra, la onda portadora tiene una amplitud y fase constantes , que está restringida a uno de un número finito de valores. Entonces, cada muestra codifica uno de un número finito de "símbolos", que a su vez representan uno o más dígitos binarios (bits) de información. Cada símbolo está codificado como una combinación diferente de amplitud y fase de la portadora, por lo que cada símbolo está representado por un punto en el diagrama de constelación, llamado punto de constelación .. El diagrama de constelación muestra todos los símbolos posibles que el sistema puede transmitir como una colección de puntos. En una señal modulada en frecuencia o fase , la amplitud de la señal es constante, por lo que los puntos se encuentran en un círculo alrededor del origen.
La portadora que representa cada símbolo se puede crear sumando diferentes cantidades de una onda coseno que representa la "I" o portadora en fase , y una onda sinusoidal , desplazada 90° desde la portadora I llamada "Q" o portadora en cuadratura . Así, cada símbolo puede representarse mediante un número complejo , y el diagrama de la constelación puede considerarse como un plano complejo , en el que el eje real horizontal representa la componente I y el eje imaginario vertical representa la componente Q. Un detector coherentees capaz de demodular independientemente estas portadoras. Este principio de usar dos portadoras moduladas independientemente es la base de la modulación en cuadratura . En modulación de fase pura , la fase del símbolo de modulación es la fase de la propia portadora y esta es la mejor representación de la señal modulada.
Un 'diagrama de espacio de señales' es un diagrama de constelación ideal que muestra la posición correcta del punto que representa cada símbolo. Después de pasar por un canal de comunicación , debido al ruido electrónico o la distorsión añadida a la señal, la amplitud y la fase recibidas por el demodulador pueden diferir del valor correcto para el símbolo. Cuando se traza en un diagrama de constelación, el punto que representa esa muestra recibida se desplazará desde la posición correcta para ese símbolo. Un instrumento de prueba electrónico llamado analizador de señal vectorial .puede mostrar el diagrama de constelación de una señal digital muestreando la señal y trazando cada símbolo recibido como un punto. El resultado es una 'bola' o 'nube' de puntos que rodean la posición de cada símbolo. Los diagramas de constelación medidos se pueden utilizar para reconocer el tipo de interferencia y distorsión en una señal.
El número de puntos de constelación en un diagrama da el tamaño del "alfabeto" de símbolos que cada muestra puede transmitir y, por lo tanto, determina el número de bits transmitidos por muestra. Por lo general, es una potencia de 2. Un diagrama con cuatro puntos, por ejemplo, representa un esquema de modulación que puede codificar por separado las 4 combinaciones de dos bits: 00, 01, 10 y 11, y así puede transmitir dos bits por muestra. Así, en general, una modulación con puntos de constelación transmite bits por muestra.
