Иерархическая модуляция

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 предоставления 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.

Пример

Созвездие многоуровневой модуляции:
● 2 бита, QPSK
■ 4 бита, 64QAM

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».

Межуровневая интерференция

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.

См. также

Ссылки

Х. Мерик, Ж. Лакан, Ф. Арналь, Г. Лестьевент, М.-Л. Бушере, Сочетание адаптивного кодирования и модуляции с иерархической модуляцией в системах спутниковой связи , Транзакции IEEE в радиовещании , Vol. 59, № 4 (2013), стр. 627-637.
Шу Ван, Сунил Квон и Йи, Б.К., Об улучшении иерархической модуляции , Международный симпозиум IEEE по широкополосным мультимедийным системам и радиовещанию , 31 марта 2008 г. - 2 апреля 2008 г., Лас-Вегас, Невада, (2008), стр. 1-6.
Шеймус О. Лири, « Иерархическая передача и системы COFDM », Опубликовано в: IEEE Transactions on Broadcasting (том: 43, выпуск: 2, июнь 1997 г.) Страницы: 166–174

Внешние ссылки

Иерархическая модуляция, объясненная на Wayback Machine (архивировано 25 марта 2012 г.)
Иерархическая модуляция в DVB