La modulación jerárquica , también llamada modulación en 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 particularmente para mitigar el efecto acantilado en la transmisión de televisión digital , en particular la TV móvil , al proporcionar una señal de respaldo (de menor calidad) en caso de señales débiles, lo que permite una degradación elegante en lugar de una pérdida completa de la señal. Se ha probado ampliamente y se ha incluido en varios estándares, como DVB-T , MediaFLO , UMB ( Ultra Mobile Broadband , un nuevo estándar de red móvil de 3.5.ª generación desarrollado por 3GPP2), y está en estudio 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 tasa de suma máxima de canales de transmisión. 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 una mala recepción, solo puede demodular el flujo de datos integrado en la capa base. Con la modulación jerárquica, un operador de red puede dirigirse a usuarios de diferentes tipos con diferentes servicios o QoS .
Sin embargo, la modulación jerárquica tradicional sufre una grave interferencia entre capas (ILI) que repercute en la velocidad de símbolos alcanzable.
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 señales solo necesita establecer en qué cuadrante se encuentra la señal para recuperar el valor (que es '10', el círculo verde en la esquina inferior derecha). En mejores condiciones de señal, el detector puede establecer la fase y la amplitud con mayor precisión para recuperar cuatro bits más de datos ('1101'). Por lo tanto, la capa base lleva '10' y la capa de mejora lleva '1101'.
Para un símbolo modulado jerárquicamente con una capa base QPSK y una 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) de recepción total 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 total. Esto significa, debido a ILI, 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.