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階層変調（レイヤード変調とも呼ばれる）は、複数のデータストリームを多重化して単一のシンボルストリームに変調する信号処理技術の一つであり、ベースレイヤーシンボルとエンハンスメントレイヤーシンボルが送信前に同期的に重ね合わされる。
階層変調は、デジタルテレビ放送、特にモバイルテレビにおけるクリフ効果を軽減するために特に用いられます。信号が弱い場合に（低品質の）フォールバック信号を提供することで、信号の完全な喪失ではなく、段階的な劣化を可能にします。この方式は広く実証されており、 DVB-T、MediaFLO、UMB（ 3GPP2が開発した新しい第3.5世代モバイルネットワーク規格であるUltra Mobile Broadband）などの様々な規格に採用されています。また、DVB-Hへの適用も検討されています。
階層変調は、重ね合わせプリコーディングの実用的な実装の一つとしても用いられ、放送チャネルの最大合計レートの達成に役立ちます。階層変調信号が送信される場合、受信状態が良好で高性能な受信機を持つユーザーは、複数のレイヤーを復調できます。一方、従来型の受信機や受信状態の悪いユーザーは、ベースレイヤーに埋め込まれたデータストリームのみを復調できる場合があります。階層変調を用いることで、ネットワーク事業者は、異なるタイプのユーザーに対して、それぞれ異なるサービスやQoSを提供できます。
しかしながら、従来の階層型変調方式は、深刻な層間干渉（ILI）に悩まされており、達成可能なシンボルレートに影響を与える。
例えば、図はQPSKベース層と64QAM拡張層からなるレイヤリング方式を示しています。最初の層は2ビットです（緑色の円で示されています）。信号検出器は、信号がどの象限にあるかを判断するだけで、値（右下隅の緑色の円で示されている「10」）を復元できます。信号状態が良好な場合、検出器は位相と振幅をより正確に判断し、さらに4ビットのデータ（「1101」）を復元できます。したがって、ベース層は「10」を、拡張層は「1101」を伝送します。
QPSKベース層と16QAM拡張層を持つ階層変調シンボルの場合、ベース層のスループット損失は、 受信信号対雑音比（SNR）が約23 dB（同等の非階層変調である64QAMに必要な最小値とほぼ同じ）のときに、シンボルあたり約1.5ビットまで減少します。しかし、同じSNRを持つ非階層型16QAMでは、ほぼフルスループットに近づきます。これは、ILIにより、ベース層で達成可能なスループットの約1.5/4 = 37.5%が失われることを意味します。さらに、ILIとベース層シンボルの不完全な復調により、上位層シンボルの復調エラー率も増加します。