Иерархическая модуляция , также называемая многоуровневой модуляцией , представляет собой один из методов обработки сигналов для мультиплексирования и модуляции нескольких потоков данных в один поток символов, где символы базового уровня и символы уровня улучшения синхронно накладываются перед передачей.
Иерархическая модуляция особенно используется для смягчения эффекта перепада в цифровом телевизионном вещании, особенно в мобильном телевидении , путем обеспечения резервного сигнала (более низкого качества) в случае слабых сигналов, обеспечивая постепенное ухудшение вместо полной потери сигнала. Он широко апробирован и включен в различные стандарты, такие как DVB-T , MediaFLO , UMB ( ультрамобильная широкополосная связь , новый стандарт мобильной сети 3,5-го поколения, разработанный 3GPP2), а также находится в стадии изучения для DVB-H .
Иерархическая модуляция также рассматривается как одна из практических реализаций предварительного кодирования с наложением , которая может помочь достичь максимальной скорости суммирования каналов вещания. При передаче сигналов с иерархической модуляцией пользователи с хорошим приемом и усовершенствованными приемниками могут демодулировать несколько уровней. Для пользователя с обычным приемником или плохим приемом он может демодулировать только поток данных, встроенный в базовый уровень. Благодаря иерархической модуляции оператор сети может нацеливать пользователей разных типов на разные услуги или качество обслуживания .
Однако традиционная иерархическая модуляция страдает от серьезных межуровневых помех (ILI), влияющих на достижимую скорость передачи символов.
Например, на рисунке изображена схема иерархии с базовым уровнем QPSK и уровнем расширения 64QAM . Первый уровень состоит из 2 битов (отображается зелеными кружками). Детектору сигнала необходимо только определить, в каком квадранте находится сигнал, чтобы восстановить значение (которое равно «10», зеленый кружок в правом нижнем углу). При более хороших условиях сигнала детектор может более точно определить фазу и амплитуду, чтобы восстановить еще четыре бита данных («1101»). Таким образом, базовый уровень переносит «10», а уровень улучшения переносит «1101».
Для иерархически модулированного символа с базовым уровнем QPSK и уровнем улучшения 16QAM потери пропускной способности базового уровня составляют примерно до 1,5 бит/символ, при этом общее отношение сигнал/шум приема (SNR) составляет около 23 дБ , что соответствует минимальному значению. необходим для сопоставимой неиерархической модуляции 64QAM. Но неуровневая 16QAM с тем же соотношением сигнал/шум будет приближаться к полной пропускной способности. Это означает, что из-за ILI потеря достижимой пропускной способности базового уровня составляет около 1,5/4 = 37,5%. Кроме того, из-за ILI и несовершенной демодуляции символов базового уровня частота ошибок демодуляции символов более высокого уровня также увеличивается.