계층적 변조

Hierarchical modulation
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계층 변조라고도 불리는 계층적 변조는 여러 데이터 스트림을 하나의 단일 심볼 스트림으로 다중화 및 변조하기 위한 신호 처리 기술 중 하나입니다. 여기서 기본 레이어 기호와 강화 레이어 기호는 전송 전에 동기적으로 오버플레이됩니다.

계층적 변조는 특히 디지털 TV 방송, 특히 모바일 TV에서 약한 신호의 경우 (낮은 품질의) 폴백 신호를 제공하여 완전한 신호 손실 대신 정상적인 열화를 가능하게 함으로써 절벽 효과를 완화하기 위해 사용됩니다.DVB-T, MediaFLO, UMB(Ultra Mobile Broadband, 3GPP2에 의해 개발된 새로운 3.5세대 모바일 네트워크 표준) 등 다양한 표준에서 널리 검증되고 포함되어 DVB-H에 대한 연구가 진행 중입니다.

계층적 변조는 브로드캐스트채널의 최대 합계율을 달성하는 데 도움이 되는 중첩 프리코딩의 실용적인 구현의 하나로 받아들여집니다.계층 변조 신호가 전송되면 수신 상태가 양호하고 수신 기능이 뛰어난 사용자는 여러 레이어를 복조할 수 있습니다.기존의 수신기가 있거나 수신 상태가 좋지 않은 사용자의 경우 기본 계층에 내장된 데이터 스트림만 복조할 수 있습니다.계층적 변조를 통해 네트워크 오퍼레이터는 다른 서비스 또는 QoS를 가진 다른 유형의 사용자를 대상으로 할 수 있습니다.

단, 기존의 계층 변조에서는 달성 가능한 심볼 레이트에 영향을 주는 심각한 계층간 간섭(ILI)이 발생합니다.

예

계층형 변조 구성:
  • ● 2비트, QPSK
  • ■ 4비트, 64Q오전

예를 들어 이 그림은 QPSK 기본 레이어와 64Q를 사용한 계층화 방식을 나타내고 있습니다.AM 확장 레이어첫 번째 레이어는 2비트(녹색 원으로 표시)입니다.신호 검출기는 신호가 어느 사분면에 있는지 설정하기만 하면 값을 복구할 수 있습니다(오른쪽 아래 구석에 있는 녹색 원인 '10').더 나은 신호 조건에서는 검출기가 위상 및 진폭을 보다 정확하게 설정하여 4비트의 데이터('1101')를 더 복구할 수 있습니다.따라서 베이스층은 '10'을, 인핸스먼트층은 '1101'을 각각 담당한다.

층간 간섭

QPSK 베이스 레이어와 16QAM 확장 레이어를 갖춘 계층 변조 심볼의 경우, 베이스 레이어의 throughput 손실은 약 1.5비트/심볼이며, 총 수신 신호 대 잡음비(SNR)는 약 23dB로, 동등한 비계층 변조 64QAM에 필요한 최소값입니다.단, 동일한 SNR을 사용하는 미레이어 16QAM은 최대 throughput에 도달합니다.이는 ILI로 인해 약 1.5/4 = 달성 가능한 기본 계층 처리량의 37.5% 손실을 의미합니다.또, ILI와 베이스층 심볼의 복조가 불완전하기 때문에, 상위층 심볼의 복조 에러율도 증가한다.

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레퍼런스

  • H. Merric, J. Lacan, F.Arnal, G. Lessthievent, M.-L. Boucheret, Satcom 시스템의 계층적 변조와 적응적 부호화 결합, 방송에 관한 IEEE 트랜잭션, Vol. 59, No. 4 (2013), 페이지 627-637.
  • 계층적 변조 강화에 관한 IEEE 국제 심포지엄, 2008년 3월 31일 - 2008년 4월 2일, 라스베이거스, NV, (2008), 페이지 1~6.
  • Seamus O Leary, '계층형 전송 및 COFDM 시스템', 발행처: IEEE Transactions on Broadcasting (Volume: 43, 호: 2, 1997년 6월)페이지: 166 - 174

외부 링크