Constellation Diagram (성상도)
디지털 신호를 복소 평면(I-Q Plane)에 점으로 표현한 그림입니다.
신호의 진폭과 위상을 한눈에 파악하고, 잡음이 통신 품질에 미치는 영향을 확인하세요.
변조 방식QPSK
SNR20 dB
심볼 당 비트2 bits
📚 핵심 개념
I-Q 평면
모든 디지털 변조 신호는 I (In-Phase, 동상) 성분과 Q (Quadrature, 직교) 성분의 합으로 표현됩니다.
수학적으로는 s(t) = I·cos(ωt) - Q·sin(ωt) 입니다. 성상도는 이 (I, Q) 좌표를 2차원 평면에 찍은 것입니다.
EVM (Error Vector Magnitude)
이상적인 점 위치와 실제 수신된 점 위치 사이의 거리를 오차 벡터라고 합니다. 잡음(Noise)이나 왜곡이 심할수록 이 거리가 멀어지며, EVM이 커집니다. EVM은 디지털 통신 품질의 핵심 지표입니다.
Gray Mapping (그레이 매핑)
인접한 점끼리는 비트가 단 하나만 다르도록 비트를 할당하는 방식입니다. 이렇게 하면 잡음으로 인해 옆의 점으로 잘못 판단되더라도, 비트 오류는 최소화(1비트 에러)됩니다.
📊 변조 방식 비교
| 변조 방식 | 심볼 당 비트 | 특징 | 주요 용도 |
|---|---|---|---|
| BPSK | 1 bit | 가장 단순하고 오류에 강함 | GPS, 저전력 IoT, 심우주 통신 |
| QPSK | 2 bits | BPSK와 대역폭 효율 2배, 성능 우수 | 위성 방송, 4G/5G 제어 채널 |
| 16-QAM | 4 bits | 진폭과 위상을 모두 사용, 속도 빠름 | WiFi, LTE/5G 데이터 전송 |
| 64-QAM / 256-QAM | 6 / 8 bits | 초고속 전송 가능하나 잡음에 취약 | 5G 고속 다운로드, 최신 WiFi 6/7 |
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