DVB-T
DVB-T（Digital Video Broadcasting - Terrestrial）とはDVB規格の中の地上デジタルテレビジョン放送の規格である。デジタルの音声と動画の信号を直交周波数分割多重方式（OFDM）のデジタル変調（COFDM）で送信する。情報源符号としては MPEG-2、さらに最近では H.264/MPEG-4 AVC を採用している。 DVB-Tは送信規格であり、特にデジタルテレビジョン放送で採用されている。例えばイギリスではFreeviewがある。OFDMは広帯域のデジタル信号を多数の比較的低速なデジタルストリームに分割し、それらを互いに直交し近接する搬送周波数で送信する。発信局が何マイルか離れていれば同じ周波数で発信可能で、中間にある受信機は両方の局の信号を正しく復調可能である。
DVB-T（Digital Video Broadcasting - Terrestrial）とはDVB規格の中の地上デジタルテレビジョン放送の規格である。デジタルの音声と動画の信号を直交周波数分割多重方式（OFDM）のデジタル変調（COFDM）で送信する。情報源符号としては MPEG-2、さらに最近では H.264/MPEG-4 AVC を採用している。
DVB-Tは送信規格であり、特にデジタルテレビジョン放送で採用されている。例えばイギリスではFreeviewがある。OFDMは広帯域のデジタル信号を多数の比較的低速なデジタルストリームに分割し、それらを互いに直交し近接する搬送周波数で送信する。発信局が何マイルか離れていれば同じ周波数で発信可能で、中間にある受信機は両方の局の信号を正しく復調可能である。
DVB-T 送信機の概要
[編集]
この図に基づいて、個々のブロックの信号処理について以下に解説する。
- 情報源符号とMPEG-2多重化（Source coding and MPEG-2 multiplexing）
- 圧縮された動画、圧縮された音声、データストリームがPS（Programme Stream）として多重化される。1つ以上のPSをまとめて、MPEG-2 TS（Transport Stream）にする。基本的にこのデジタルストリームが送信されセットトップボックスで受信される。転送されるデータのビットレートは符号化および変調のパラメータで変化し、5Mbit/sから32Mbit/sとなる（詳しくは下記の表を参照）。
- スプリッタ（Splitter）
- Hierarchical Transmissionと呼ばれる技法を使うと、2つの異なるTSを同時に転送できる。これは例えば同じ搬送波でSDTV信号とHDTV信号を送信するのに使われる。一般にSDTV信号の方がHDTV信号よりも頑健である。受信機では受信信号の状況によって、可能ならばHDTVを使い、電波が弱い場合はSDTVを使う。
- MUX適応とエネルギー拡散（MUX adaptation and energy dispersal）
- MPEG-2 TSは固定長（188バイト）のパケットの並びとなる。エネルギー拡散と呼ばれる技法で、バイト列が非相関化される。
- 外部エンコーダ（External encoder）
- 第一段階の誤り訂正符号化を行う。非2元ブロック符号、リード・ソロモン RS（204, 188）符号を使い188バイトのパケットのうち最大8バイトを訂正可能とする。
- 外部インターリーバ（External interleaver）
- 畳み込みインターリーブによって転送データの並びを再配置する。これにより、誤りが長期間に渡って発生した場合に対処する。
- 内部エンコーダ（Internal encoder）
- 第二段階の誤り訂正符号化を行う。畳み込み符号を使う。符号化レートとしては1/2、2/3、3/4、5/6、7/8の5種類がある。
- 内部インターリーバ（Internal interleaver）
- 再びデータストリームを再配置し、バーストエラーに対する耐性を強化する。ここではブロック単位の入れ替えが行われる。
- マッパー（Mapper）
- デジタルビット列をベースバンド変調された複素シンボルの列にマッピングする。ここではQPSK、16-QAM、64-QAMという3種類の変調方式が使われる。
- フレーム適応（Frame adaptation）
- 複素シンボル列が固定長（1512シンボル、3024シンボル、6048シンボル）のブロックにグループ化される。68ブロックを1フレームとし、4フレームを1スーパーフレームとする。
- パイロット信号とTPS信号（Pilot and TPS signals）
- 受信を容易にするためにブロック間に信号を挿入する。パイロット信号は同期に使われ、TPS（Transmission Parameters Signalling）信号は送信信号のパラメータを含んでいる。なお、信号を受信して同期し復号するにはそれらのパラメータを受信機側で事前に知っている必要がある。従って、TPS信号は途中でパラメータが変更される場合や再同期が必要な場合などにのみ使われる。
- OFDM変調（OFDM Modulation）
- ブロック列をOFDM方式で変調する。キャリアは2048本（2k）、4096本（4k）、8096本（8k）が使われる。キャリア本数を増やしてもペイロードのビットレートは増加せず、一定である。
- ガードインターバル挿入（Guard interval insertion）
- 受信しやすいようにOFDMの各ブロックの前にcyclic prefixを挿入する。ガードインターバルの幅は元のブロック長の1/32、1/16、1/8、1/4のいずれかである。単一周波数ネットワークでは、符号間干渉を除去するためにcyclic prefixによるガードインターバルが必須である。
- DACとフロントエンド（DAC and front-end）
- デジタル-アナログ変換回路（DAC）でデジタル信号をアナログ信号に変換し、RFフロントエンドで放送周波数（VHF、UHF）に変調する。帯域幅はチャンネルとして割り当てられている5, 6, 7, 8MHzである。DACの入力におけるベースバンドのサンプリングレートはこのチャンネルの帯域幅に依存する。サンプル/秒であり、はチャンネルの帯域幅をHzで表した値である。
| DVB-Tシステム 8 MHz チャンネルのビットレート（Mbit/s） | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 変調方式 | 符号化レート | ガードインターバル | |||
| 1/4 | 1/8 | 1/16 | 1/32 | ||
| QPSK | 1/2 | 4.976 | 5.529 | 5.855 | 6.032 |
| 2/3 | 6.635 | 7.373 | 7.806 | 8.043 | |
| 3/4 | 7.465 | 8.294 | 8.782 | 9.048 | |
| 5/6 | 8.294 | 9.216 | 9.758 | 10.053 | |
| 7/8 | 8.709 | 9.676 | 10.246 | 10.556 | |
| 16-QAM | 1/2 | 9.953 | 11.059 | 11.709 | 12.064 |
| 2/3 | 13.271 | 14.745 | 15.612 | 16.086 | |
| 3/4 | 14.929 | 16.588 | 17.564 | 18.096 | |
| 5/6 | 16.588 | 18.431 | 19.516 | 20.107 | |
| 7/8 | 17.418 | 19.353 | 20.491 | 21.112 | |
| 64-QAM | 1/2 | 14.929 | 16.588 | 17.564 | 18.096 |
| 2/3 | 19.906 | 22.118 | 23.419 | 24.128 | |
| 3/4 | 22.394 | 24.882 | 26.346 | 27.144 | |
| 5/6 | 24.882 | 27.647 | 29.273 | 30.160 | |
| 7/8 | 26.126 | 29.029 | 30.737 | 31.668 | |
受信機の概要
[編集]受信機は送信機で使われている技術と対になる技術を使っている。
- フロントエンドとADC
- アナログ信号をベースバンドに変換し、アナログ-デジタル変換回路（ADC）を使ってデジタル信号に変換する。
- 時間同期と周波数同期
- デジタルのベースバンド信号を調べ、フレームとブロックの先頭を見つける。信号の周波数成分についての問題もここで訂正される。
- ガードインターバル除去
- cyclic prefixを除去。
- OFDM復調
- 周波数均一化
- パイロット信号で受信信号を均一化。
- 逆マッピング
- 内部逆インターリーブ
- 内部復号
- ビタビアルゴリズムを使用。
- 外部逆インターリーブ
- 外部復号
- MUX適応
- MPEG-2 逆多重化と情報源復号
DVB-Tを採用している国と地域
[編集]出典[1]
ヨーロッパ[編集]
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アジア / オセアニア[編集]
アフリカ[編集]
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DVB-T2
[編集]2006年3月、DVBプロジェクトはDVB-Tの更新の検討開始を決定した。2006年6月、正式な研究グループ TM-T2 (Technical Module on Next Generation DVB-T) が結成され、第二世代の地上デジタルテレビジョン放送にふさわしい方式 DVB-T2 を検討することになった[3]。
シリアがDVB-T2を採用している。
2007年4月に発表された要求仕様によると[4]DVB-T2の第一フェーズでは既存のアンテナを使って固定の受信機と可搬型受信機（モバイルではない）向けに最適な方式とし、第二および第三フェーズではより多くのペイロードを送信し（アンテナも新たなものにする）モバイルでの受信も検討することになっている。既存のDVB-Tと同等の帯域条件でペイロードを最低でも30%増加させることが求められている。期待されている技術としては、以下のものがある。
- LDPC/BCH符号による前方誤り訂正。衛星デジタルテレビジョン放送の規格 DVB-S2 などで既に採用されている技術。
- オプションとしてMIMO（Multiple-Input Multiple-Output）などのダイバーシティシステムを利用。
- アンテナのピーク対平均電力比を低減する手法（PAPR低減）の改善。
- 8k以上のサイズのFFTを使う。16kや32kのFFTを使うことで単一周波数ネットワーク（SFN）を使ったときのオーバーヘッドを最小化する。現在のSFNに比較して50%以上のビットレート増が見込まれる。
- チャネル推定の改善。パイロット搬送波が少なくて済むようにする。
- SFNにおいて発信局間の距離を30%増大させる。
- 可変符号化と可変変調
- 柔軟な多重化
- 新たなDVB-T2受信機はDVB-Tの放送も受信できることが期待されるが、DVB-T受信機はDVB-T2を受信できない。ファームウェアの更新でも対応できない。
DVB-T2の検討作業は近々完了し、2008年中にETSIにて規格案として提出される予定である。市場への展開は2009年になる予定。
BBC、ITV、チャンネル4、Fiveは規制機関・OfcomとDTTによるHDTV用帯域を増やすために帯域を明け渡すことに合意した[5]。DVB-T2を使った放送は2009年11月に開始された。
2008年4月、OfcomはDVB-T2とMPEG-4を使ったHDTVの周波数割当を決定した[6]。
2009年12月、日本のNECが世界初となる送信機をイギリスBBCに納入し、放送を開始している[7]。
脚注
[編集]- ^ DVB websiteの公式情報より
- ^ Lankanewspapers.com, Dialog TV launches another South Asia`s first DVBT, 2008-01-24. Retrieved on 2008-01-26.
- ^ TM-T2. Second Generation DVB-T, DVB.org
- ^ DVB - Digital Video Broadcasting - DVB-T2, DVB.org
- ^ “3 Freeview HD channels will start 2009 – ukfree.tv – independent digital television and switchover advice, since 2002”. 2007年11月25日閲覧。
- ^ “Ofcom Statement on DTT future, announced on April 3, 2008”. 2008年4月9日閲覧。
- ^ “NECプレスリリース”. 2009年12月10日閲覧。
関連項目
[編集]- ATSC（Advanced Television Systems Committee, North American Standard）
- DAB（Digital Audio Broadcast）
- 双方向番組
- 地上デジタルテレビジョン放送
- OFDMシステム比較表
- スペクトル効率比較表
参考文献
[編集]- ETSI Standard：EN 300 744 V1.5.1, Digital Video Broadcasting（DVB）; Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television, ETSI Publications Download Area から入手可能（検索画面が表示されるので、適当な文字列を入力して検索。PDFのダウンロードは無料だが登録が必要）