到底什么是星座图？（学过通信的都能看懂）
到底什么是星座图？（学过通信的都能看懂）
星座图是通信领域中一个重要的概念，它通过图形化的方式展示了信号在复平面上的分布情况。本文将从IQ调制的基本原理出发，逐步讲解星座图的绘制方法及其在BPSK和QPSK调制中的应用。
IQ调制原理
在介绍星座图之前，我们先了解一下IQ调制。IQ调制，也称为正交调制，其原理图如下：
可以看到，I路和Q路分别输入两个数据a和b，I路信号与一个余弦信号相乘，Q路信号与一个正弦信号相乘，之后两路信号再做一个加法，输出信号为s(t)。这个过程就称为IQ调制。
输入IQ调制器的信号经常用复数来表示，即a+bj，对应复平面上的一个点。所以IQ信号也通常称为“复信号”。如果将I路数据相乘的以及与Q路相乘的表示为，这样IQ调制就可以用复数乘法来实现。值得注意的是，在IQ调制中出现的信号以及最终输出的信号，这些全都是实信号，只是在实现过程中把相关的信号表示为复数而已。
IQ解调原理
IQ解调原理图
接收端收到s(t)后，分成两路，一路乘以再积分就可以得到a，另一路再乘以再积分就可以得到b，数学计算这里不展开。
BPSK 二进制相移键控
BPSK有两个信号源：一个相位为0，对应；一个相位为π，对应。
根据输入，通过按键来控制输出哪个信号，例如：
- 输入是0时，输出
- 输入是1时，输出
这就是BPSK最初的含义。BPSK用0和1表示两个相位，QPSK同理，用00,01,10,11来表示四个相位。
如何用IQ调制实现QPSK
除了用“键控”来实现PSK调制，还可以用IQ调制，这也是目前最普遍的方法。假设我们在IQ调制器的输入端，分别输入（+1，+1），（-1，+1），（-1，-1），（+1，-1），输出端会得到什么呢？
将上面的四个点作为（I，Q）带上s(t)里，经过运算，可以得到如下结果，也就是说，得到了A为根号2，θ角有四个不同的值。
为了使输出信号的幅值A=1，调制输入信号的幅度为根号二分之一即可。那根据上述4个相位以及IQ信号和输入的00，01，10，11，可以建立如下关系：
这样就实现了QPSK调制，将输入的数据每两个比特划分为一组：s1s0，在根据上面的映射关系转为对应的IQ信号，最终对应一个输出信号的相位。
再形象一点，假设输入QPSK调制器的数据为：0110110001101100，设左边的数据先进入调制器，调制过程如下图所示。
经QPSK调制后的信号s(t)的时域波形如下图所示，从上至下依次为：输入的数据信号，I路信号，Q路信号，QPSK调制后的信号。
QPSK调制的星座图
星座上的4个点对应了4个不同的相位：π/4，π3/4，π5/4，π7/4
IQ调制的复数运算原理图
发送端：输入a+jb（I路输入a，Q路输入b）
接收端：输入a+jb（I路输出a，Q路输出b）
对于QPSK来说，a，b只有两种取值：
，，a+jb有四种取值，
将这四个复数画到I，Q平面上（横轴为实轴，对应I路；纵轴为虚轴，duiying），就是QPSK的星座图。
QPSK的映射关系可以变吗？
为什么映射会取00、01、11、10分别对应π/4，π3/4，π5/4，π7/4呢？不可以是00、01、10、11与其对应吗？
这个需要从原理来理解。当QPSK调制后到达接收端接收解调，数据a+jb并不会正好位于星座图4个点中某个点上，而是分布在这4个点的附近。
QPSK星座图示意图
接收端如何判决接收到的数据a'+jb'是星座图中的哪一个点呢？最简单的方法就是看距离4个点中的哪个点最近，就判断为这个点。假设接收到的数据a'+jb'位于IQ平面的第三象限，那就判决接收到的数据为11，具体见下图。
判决也可能出错，从概率的角度，误判为邻近的点的概率要高于非邻近的点。以发送的数据为11为例，接收到的数据如果没有出现在第三象限，那它出现在二、四象限的概率要高于第一象限。
按这个思路，接收数据误判为01和10的概率就高于误判为00的概率。11误判为01以及11误判为10，这都只是错了1个比特。
这时回到最初的问题，如果改变映射关系： 00、01、10、11分别对应π/4，π3/4，π5/4，π7/4，还是以发送数据为11为例，接收数据误判为00和10的概率都要大于误判为01的概率，而这时11误判为10错了1个比特，11误判为00则错了2个比特！！所以这个映射关系是不能更改的。
这种相邻的两个码之间只有1位数字不同的编码叫做格雷码，QPSK调制中使用的也就是格雷码。其余的调制，也都类似，这里不再赘述。
参考链接
通信里 星座图 到底是什么_64qam星座图映射-CSDN博客