Modulaciones jeráquicas

MODULACIÓN JERÁRQUICA

INTRODUCCIÓN
La televisión digital es hoy en día una realidad en nuestros hogares. Desde que el día 2 de abril de 2010 España se uniera al grupo de países que habían completado el proceso denominado como “apagón analógico” esto es aún más patente; pero este proceso de transición a lo digital ya se había iniciado mucho antes. Tenemos que retroceder a los años 80 parallegar a sus orígenes, hasta la primera redacción del estándar DVB-T y con ella el conjunto de características que lo definen, incluyéndose entre ellas un nuevo sistema de modulación denominado modulación jerárquica y que es el sujeto principal de esta memoria. La modulación jerárquica tuvo una tímida acogida en sus inicios, no dándosele la suficiente relevancia y pasando a un segundo plano entre lasotras características del estándar. Hoy día la modulación jerárquica está ampliamente extendida y probada en numerosos estándares, no sólo en DVB-T, sino también en otros como MediaFLO o UMB y está bajo estudio para DVB-H. A lo largo de las siguientes páginas se dará una descripción y definición acerca de este tipo de modulación, sus principales características y las ventajas que presenta frentea una transmisión con modulación regular. A modo de conclusión se añaden también varios ejemplos de la aplicación de la modulación jerárquica en varias situaciones en las que su utilización resulta beneficiosa.

MODULACION JERARQUICA
Para explicar en qué consiste una modulación jerárquica se hará uso de un ejemplo utilizado en sistemas de comunicación actuales. En la Figura 1 se muestra unaconstelación 64-QAM, cada símbolo de los 64 posibles se representa por un punto rojo en el plano complejo (amplitud y fase). Los 6 bits que componen cada símbolo se asignan tal como se muestra en el diagrama. En el caso de una constelación 16-QAM, habrá sólo 16 símbolos diferentes y 4 bits por símbolo; y en el caso de una 4-PSK habrá 4 símbolos con 2 bits por símbolo.

Figura 1: Constelación deuna modulación 64-QAM
(con α = 2 para modulación jerárquica)

En la modulación jerárquica, los posibles símbolos son interpretados de forma diferente que en una modulación no jerárquica. La ubicación de un símbolo dentro de su cuadrante se considera información especial en una modulación jerárquica. La otra información especial es el número del cuadrante en el cual se ubica el símbolo (1,2,3 ó4). De este modo, dos flujos independientes de datos pueden transmitirse a la vez en un único flujo por un solo canal. Formalmente todavía estamos tratando con una modulación 64-QAM pero en la interpretación jerárquica, esto se ve como una combinación de una 16-QAM y una 4-PSK. Esto se conoce como una 4-PSK en una 64-QAM. La tasa de bits de los dos flujos juntos dan la tasa de la 64-QAM. Por lotanto, se puede ver que la modulación jerárquica permite dos flujos de datos (flujos de Alta y Baja prioridad), cada uno con diferente rendimiento.

Figura 2

Se puede ver que la sensibilidad al ruido de una 4-PSK en un esquema de modulación jerárquica es sustancialmente menor que en un esquema 64-QAM no jerárquico ya que si algún símbolo de la constelación es perturbado (por ejemplo, se mezclacon otro símbolo arbitrario del mismo cuadrante), el cuadrante sigue siendo correcto. Además de obtener dos flujos de datos independientes en la modulación jerárquica, el de tasa de bit más baja es menos susceptible al ruido de lo que sería en una modulación no jerárquica. Al mismo tiempo , el flujo de datos con tasa más alta en el caso jerárquico es notablemente menos robusto que el equivalente enuna realización no jerárquica. La tasa de bit total de los dos flujos es idéntica a la de un esquema no jerárquico. FLUJOS DE ALTA Y BAJA PRIORIDAD Como se indicó anteriormente, los flujos de datos en la modulación jerárquica varían en cuanto a susceptibilidad al ruido. En otras palabras, las áreas de cobertura correspondientes difieren en tamaño. El flujo con mayor protección al ruido es...