Иерархические режимы модуляции

Как правило, при использовании многопозиционной QAM расстояние между соседними точками, обозначающими положение конца вектора сигнала, выбирается одинаковым. Однако выбор расположения этих точек позволяет осуществить так называемую неоднородную квадратурную амплитудную модуляцию. С ее помощью реализуют «иерархичность» в передаче информации. На рис. 4.1 показана векторная диаграмма для способа квадратурной амплитудной модуляции 16-QAM: на рис. 4.1,а - обычная модуляция 16-QAM, на рис. 4.1,б и в - неоднородная 16-QAM.

Рисунок 4.1 Векторная диаграмма сигнала 16-QAM при иерархической передаче: а - обычная модуляция 16-QAM; б - неоднородная модуляция 16-QAM, α = 2; в - декодирование модуляции только высшего приоритета; г - неоднородная модуляция 16-QAM, α = 4

Как видно из рисунка, при неоднородной модуляции допустимые положения вектора сигнала расположены на диаграмме неравномерно. При наличии помех затруднительно декодировать сигнал, у которого возможные положения вектора отделяются небольшими расстояниями на фазовой плоскости. Было найдено остроумное решение - так изменять амплитуду и фазу несущей частоты в процессе модуляции, что возможные положения вектора сигнала оказываются расположенными на векторной диаграмме не равномерно, а на различных расстояниях друг от друга. При этом, очевидно, для одной части передаваемой информации при наличии помех условия декодирования улучшатся, а для другой части - осложнятся, но появляется важное преимущество - для сложных условий приема сигнала можно заранее определить, какая именно часть информации, имеющая высший приоритет, в первую очередь должна попасть в приемное устройство. Величина неравномерности оценивается коэффициентом α, показывающим отношение расстояния между группами точек - концов вектора на диаграмме к расстоянию между соседними точками.

На рис. 4.1,б и в штриховой линией показаны области, внутри которых изменения положения вектора сигнала могут быть зафиксированы в приемном устройстве лишь при помехоустойчивом приеме. При ухудшении условий приема детектор может выделить лишь меньшую, заранее определенную часть информации, имеющую высший приоритет. В примере, показанном на рис. 4.1, такой объем информации эквивалентен случаю 4-QAM и показан на рис. 4.1,г. Это позволяет строить приемники с различными возможностями, способные наиболее качественно принять ту долю передаваемой информации, которую они смогут воспроизвести при данных условиях приема.