VSB

Vestigial Sideband ist ein Funkübertragungsverfahren, das ein amplitudenmoduliertes Signal in weniger Bandbreite packt, als Standard-AM erfordert. Bei konventionellem AM erzeugt ein Modulationssignal zwei identische Kopien von sich selbst, sogenannte Seitenbänder, eines oberhalb und eines unterhalb der Trägerfrequenz. VSB-Übertragung filtert den größten Teil eines Seitenbandes heraus und behält dabei einen Teilstumpf oder Rest davon neben dem vollständigen gegenüberliegenden Seitenband. Diese Asymmetrie reduziert die Spektralbreite um etwa die Hälfte im Vergleich zu vollständigem Doppelseitenband-AM, während die Signalqualität am Empfänger erhalten bleibt.

Das Verfahren entstand als praktischer Kompromiss bei Rundfunkfernsehen und schnellen Datenverbindungen, wo Spektrum knapp ist, aber Signalfidelität zählt. Im analogen Fernsehen belegt das Video-Basisbandsignal etwa 4 bis 6 Megahertz; würde man es als vollständiges Doppelseitenband-AM übertragen, würde es 8 bis 12 Megahertz wertvollen HF-Raum verbrauchen. VSB-Modulation reduziert diesen Platzbedarf erheblich. Der Empfänger nutzt einen sorgfältig ausgelegt Demodulationsfilter, häufig im Detektorstufe integriert, um das Originalsignal aus dem asymmetrischen Spektrum zu rekonstruieren.

Umsetzung und Kompromisse

Der Filter, der VSB erzeugt, muss präzise sein. Sein Frequenzgang in der Nähe der Trägerfrequenz bestimmt, wie viel des unteren Seitenbandes erhalten bleibt, typischerweise etwa 10 bis 25 Prozent. Ein zu flacher Filterverlauf führt zu Nachbarkanallstörungen; ein zu steiler verursacht Verzerrungen im demodulierten Signal. In Fernsehsystemen war der Standard gesetzlich festgelegt: NTSC-VSB-Sender nutzen einen präzise definierten Nyquist-Filterfrequenzgang. Digitales VSB (verwendet in 8-VSB, dem Standard für US-Digitalfernsehen) wendet dasselbe Prinzip auf QAM-Symbole statt analoges Video an und verbessert die Spektrumeffizienz noch weiter.

VSB liegt zwischen zwei Extremen: Einseitenband-Übertragung (SSB), die ein Seitenband vollständig unterdrückt, aber einen stabilen, präzisen lokalen Oszillator im Empfänger erfordert, und Doppelseitenband-Übertragung, die einfach aber verschwenderisch ist. VSB akzeptiert eine bescheidene Steigerung der Empfängerkomplexität, um die Bandbreiteneinsparungen von SSB zu erreichen und gleichzeitig die strenhen Frequenzgenauigkeitsanforderungen von SSB zu vermeiden. Das machte es zur natürlichen Wahl für Rundfunkfernsehen in der Mitte des 20. Jahrhunderts, bevor digitale Modulation vorherrschend wurde.

Die Hauptschwäche von VSB ist die Empfindlichkeit gegenüber Trägerfrequenzabweichung. Wenn der lokale Oszillator des Empfängers relativ zum übertragenen Träger abweicht, erzeugt das asymmetrische Spektrum ungleiche Sidebandenergie und verzerrt das wiederhergestellte Signal. Frühe Fernsehgeräte mussten manuell abgestimmt werden und Drift war ein sichtbares Problem (schiefe oder Geisterbilder). Moderne Empfänger nutzen automatische Pegelregelung und Phasengeregelter Schleifen, um die Frequenzverriegelung stramm zu halten, wodurch das in der Praxis weniger problematisch wird. VSB bleibt in einigen Altsystemen und speziellen Anwendungen in Gebrauch, wo Spektrumeffizienz zählt und die Empfängerkonstruktionskomplexität gerechtfertigt ist.