Modulación jerárquica

La modulación jerárquica , también llamada modulación por capas , es una de las técnicas de procesamiento de señales para multiplexar y modular múltiples flujos de datos en un único flujo de símbolos, donde los símbolos de la capa base y los símbolos de la capa de mejora se superponen sincrónicamente antes de la transmisión.

La modulación jerárquica se utiliza especialmente para mitigar el efecto de caída brusca en la transmisión de televisión digital , particularmente en la televisión móvil , al proporcionar una señal de respaldo (de menor calidad) en caso de señales débiles, lo que permite una degradación gradual en lugar de una pérdida total de la señal. Ha sido ampliamente probada e incluida en varios estándares, como DVB-T , MediaFLO , UMB ( Ultra Mobile Broadband , un nuevo estándar de red móvil de 3.5ª generación desarrollado por 3GPP2), y se está estudiando para DVB-H .

La modulación jerárquica también se considera una de las implementaciones prácticas de la precodificación por superposición , que puede ayudar a lograr la máxima tasa de suma de los canales de difusión. Cuando se transmiten señales moduladas jerárquicamente, los usuarios con buena recepción y receptores avanzados pueden demodular múltiples capas. Para un usuario con un receptor convencional o mala recepción, es posible que solo se demodule el flujo de datos incrustado en la capa base. Con la modulación jerárquica, un operador de red puede dirigirse a diferentes tipos de usuarios con diferentes servicios o calidad de servicio (QoS) .

Sin embargo, la modulación jerárquica tradicional sufre de una grave interferencia entre capas (ILI, por sus siglas en inglés), lo que repercute en la velocidad de símbolos alcanzable.

Ejemplo

Constelación de modulación en capas:
● 2 bits, QPSK
■ 4 bits, 64QAM

Por ejemplo, la figura muestra un esquema de capas con una capa base QPSK y una capa de mejora 64QAM . La primera capa tiene 2 bits (representados por los círculos verdes). El detector de señal solo necesita determinar en qué cuadrante se encuentra la señal para recuperar su valor (que es '10', el círculo verde en la esquina inferior derecha). En mejores condiciones de señal, el detector puede determinar la fase y la amplitud con mayor precisión para recuperar cuatro bits más de datos ('1101'). Por lo tanto, la capa base transporta '10' y la capa de mejora transporta '1101'.

Interferencia entre capas

Para un símbolo modulado jerárquicamente con capa base QPSK y capa de mejora 16QAM, la pérdida de rendimiento de la capa base es de hasta aproximadamente 1,5 bits/símbolo con una relación señal/ruido (SNR) total de recepción de aproximadamente 23 dB , aproximadamente el mínimo necesario para la modulación no jerárquica comparable, 64QAM. Pero 16QAM sin capas con la misma SNR se acercaría al rendimiento máximo. Esto significa que, debido a ILI, hay una pérdida de aproximadamente 1,5/4 = 37,5 % del rendimiento alcanzable de la capa base. Además, debido a ILI y a la demodulación imperfecta de los símbolos de la capa base, la tasa de error de demodulación de los símbolos de capas superiores también aumenta.

Véase también

Referencias

H. Méric, J. Lacan, F. Arnal, G. Lesthievent, M.-L. Boucheret, Combinación de codificación y modulación adaptativas con modulación jerárquica en sistemas de comunicación por satélite , IEEE Transactions on Broadcasting , vol. 59, n.º 4 (2013), págs. 627-637.
Shu Wang, Soonyil Kwon y Yi, BK, Sobre la mejora de la modulación jerárquica , Simposio Internacional IEEE sobre Sistemas Multimedia de Banda Ancha y Radiodifusión , 31 de marzo de 2008 - 2 de abril de 2008, Las Vegas, NV, (2008), págs. 1-6.
Seamus O Leary, ' Transmisión jerárquica y sistemas COFDM ', Publicado en: IEEE Transactions on Broadcasting (Volumen: 43, Número: 2, junio de 1997) Páginas: 166 - 174

Enlaces externos

Explicación de la modulación jerárquica en Wayback Machine (archivado el 25/03/2012)
Modulación jerárquica bajo DVB