サブキャリア

サブキャリアは無線周波数搬送波のサイドバンドで、追加情報を送信するために変調されます。例としては、白黒テレビ システムでカラーを提供したり、モノラル ラジオ放送でステレオを提供したりすることが挙げられます。搬送波とサブキャリアの間に物理的な違いはありません。「サブ」は、安定した信号によって振幅変調され、一定の周波数関係を持つ搬送波から派生したことを意味します。

ステレオ放送は、 FMラジオ 局のサブキャリアを使用することで可能になります。サブキャリアは、左チャンネルを取り、そこから右チャンネルを「減算」します。基本的には、右チャンネルの配線を逆に接続し（極性を反転）、次に左と反転した右を結合します。結果は、より正確には和差変調またはSDMと呼ばれる 抑制キャリア AMで38kHzで変調され、モノラルの左+右オーディオ（50Hz〜15kHzの範囲）と2％の変調で結合されます。19kHzのパイロットトーンも9％の変調で追加され、ラジオがステレオサブキャリアをデコードするようにトリガーし、FMステレオをモノラルと完全に互換性のあるものにします。

受信機は、L+R 信号と L−R 信号を復調すると、2 つの信号を加算して ([L+R] + [L−R] = 2L) 左チャネルを取得し、減算して ([L+R] − [L−R] = 2R) 右チャネルを取得します。局部発振器を使用する代わりに、19 kHz パイロット トーンは、 38 kHz 信号から失われた搬送波を再構築するために使用される同相参照信号を提供します。

AM 放送では、ステレオ音声を生成するために、異なるアナログ ( AM ステレオ) およびデジタル ( HD ラジオ) 方式が使用されます。FM 放送で使用されるタイプの変調サブキャリアは、特定の AM 信号に割り当てられる信号帯域幅が比較的狭いため、AM 放送には実用的ではありません。標準的な AM 放送ラジオでは、AM 信号の割り当てられた 9 kHz ～ 10 kHz の帯域幅全体が音声に使用されます。

同様に、アナログTV信号は、白黒の 輝度部分を主信号として、色のクロミナンス部分を副搬送波として送信されます。白黒テレビにはデコーダがないため、余分な情報は無視されます。色副搬送波の帯域幅を減らすために、高周波数が除去されるようにフィルタリングされます。これは、人間の目が色よりもコントラストでより多くの詳細を認識するという事実によって可能になります。さらに、青と赤だけが送信され、緑は輝度から他の 2 つを減算した余りで決定されます。(参照: YIQ、YCbCr、YPbPr ) さまざまなテレビ放送システムでは、エンコードの違いに加えて、異なる副搬送波周波数が使用されます。

オーディオ部分については、MTS はビデオ上でサブキャリアを使用します。このサブキャリアは、ステレオ用 (FM と同じ左マイナス右方式)、第 2 オーディオ プログラム用 (視覚障害者向けの解説ビデオ サービスやバイリンガル プログラムなど)、さらにスタジオが現場の記者や技術者と通信するための (またはリモート送信サイトの技術者や放送エンジニアがスタジオに応答するための) 隠しチャンネル、またはテレビ局が適切と考えるその他の用途を含む、3 つのオーディオ チャネルを伝送することもできます。( NICAM、A2 ステレオも参照してください。)

RF 送信コンポジット ビデオでは、サブキャリアはメイン キャリアの復調後もベースバンド信号に残り、受信機で分離されます。送信信号のモノラル オーディオ コンポーネントは別のキャリアにあり、ビデオ コンポーネントに組み込まれていません。有線ビデオ接続では、コンポジット ビデオは送信ベースバンド信号にある統合サブキャリア信号構造を保持しますが、S ビデオはクロミナンス信号と輝度信号を別の配線に配置してサブキャリア クロストークを排除し、信号帯域幅と強度 (画像の鮮明度と明るさ) を強化します。

衛星放送以前は、Muzakや類似のサービスはFM サブキャリアでデパートに送信されていました。サブキャリア オーディオの忠実度は、主要な FM ラジオ オーディオ チャネルに比べて限られていました。 ^{[引用が必要]} 米国連邦通信委員会(FCC) も、ニューヨーク州の賭博場が同じ技術を使用して州の賭博委員会から競馬の結果を取得することを許可しました。 ^{[引用が必要]}

米国の多くの非営利教育FM 放送局 (特にNPR系列の公共ラジオ局)は、視覚障害者向けにラジオ朗読サービスを放送しており、地元の新聞や時には雑誌の記事を読み上げます。視覚障害者は、特定の FM 放送局から、特定のサブキャリア周波数 (通常は 67 kHz または 92 kHz) の音声を受信するように常時調整された特別なラジオをリクエストできます。

放送 FM 副搬送波によるこれらのサービスやその他のサービスは、米国の FCC ではSubsidiary Communications Authority (SCA) サービスと呼ばれ、カナダのカナダ放送通信委員会(CRTC)では Subsidiary Communications Multiplex Operations (SCMO) サービスと呼ばれています。

RDS / RBDSサブキャリア (57 kHz) を使用すると、 FM ラジオで現在受信している放送局を表示したり、同じネットワークまたは同じ形式の別の周波数を選択したり、放送局のスローガン、ニュース、天気、交通情報などの短いメッセージをスクロール表示したり、ポケベルやリモート ビルボードを起動したりすることができます。また、EASメッセージを放送することもでき、放送局の「形式」名 ALERT により、 CD が再生されている場合でも、緊急情報を受信するためにラジオを自動的に起動できます。北米ではあまり普及しませんでしたが、ヨーロッパの放送局では頻繁にこのシステムに依存しています。^[1]アップグレード版はデジタル ラジオに組み込まれています。

xRDS は、FM マルチプレックスの高周波数にシフトされた通常の RDS サブキャリアをさらに使用することで、放送局が FM チャネルでのデータ伝送速度を倍増できるシステムです。追加の RDS サブキャリアは、マルチプレックス スペクトルの上部の空き部分に配置され、追加のデータ ペイロードを伝送します。xRDS には、追加の 57 kHz キャリア用の固定周波数はありません。

2012 年まで、MSN Direct はサブキャリアを使用して、交通情報、ガソリン価格、映画の上映時間、天気などの情報をGPSナビゲーション デバイス、腕時計、その他のデバイスに送信していました。サブキャリアの多くは、Clear Channelが所有する放送局からのものでした。この技術はDirectBandと呼ばれていました。

FMeXtra on FM は、数十の小さなCOFDMサブキャリアを使用して、完全なインバンド オンチャネル方式でデジタルラジオを送信します。他のアナログ サブキャリア (ステレオなど) を削除すると、オーディオ品質または使用可能なチャネルのいずれかが増加します。後者により、アルバム カバー、歌詞、アーティスト情報、コンサート データなどのオーディオ以外のメタデータも一緒に送信できるようになります。

多くの放送局は、山頂のアクセス困難な場所に設置されていることが多い遠隔送信機からテレメトリを取得するなど、内部的な目的でサブキャリアを使用しています。放送局のエンジニアはデコーダーを持ち歩いて、放送局がオンエア中で範囲内にいる限り、何か問題があればそれを知ることができます。これがワイヤレス送信機/スタジオリンクの本質です。

ワイヤレススタジオ/送信機リンク(STL) では、放送局のサブキャリアが送信されるだけでなく、その他のリモート コントロール コマンドも送信されます。

リモートブロードキャストなどの中断可能なフォールドバックもサブキャリア上で可能ですが、その役割は限られています。

アナログ 衛星テレビおよび地上アナログマイクロ波 中継通信は、ビデオフィードのオーディオチャンネルとして、衛星トランスポンダまたはマイクロ波チャンネルでビデオキャリアとともに送信されるサブキャリアに依存しています。通常、周波数は 5.8、6.2、または 6.8 MHz です (ビデオキャリアは通常、衛星トランスポンダまたはマイクロ波中継で 5 MHz 未満にあります)。追加のオーディオ (ラジオ局など) または低速から中速のデータ用に、追加のサブキャリアが 7 または 8 MHz 付近で送信されることがあります。これは、キャリアあたり複数チャネル(MCPC) と呼ばれます。

現在では、ほとんどがデジタル TV (通常はDVB-S、DVB-S2、または別のMPEG-2ベースのシステム) に置き換えられており、オーディオとビデオのデータは単一のMPEG トランスポート ストリームにまとめてパッケージ化 (多重化) されています。

• 補助通信局(SCA)
• 翻訳

• サブキャリアデコード回路を備えた FM 受信機; 米国特許 4476581
• クロミナンスサブキャリア位相制御システム; 米国特許 3974520