DVB-T

DVB-T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のデジタル変調で送信する。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。

1. DVB-T 送信機の概要
---------------

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 圧縮された動画、圧縮された音声、データストリームがPSとして多重化される。1つ以上のPSをまとめて、MPEG-2 TS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。 スプリッタ //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 MPEG-2 TSは固定長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 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 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 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 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 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 複素シンボル列が固定長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
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 ブロック列をOFDM方式で変調する。キャリアは2048本、4096本、8096本が使われる。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 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 デジタル-アナログ変換回路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。

2. 受信機の概要
---------

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

3. DVB-Tを採用している国と地域
-------------------

出典

3.1. ヨーロッパ
----------

Bulgaria}}
Belarus}}
Greenland}}
Greece}}
Hungary}}

Latvia}}
Macedonia}}
Poland}}
Russia}}
Slovakia}}
Turkey}}
Ukraine}}

3.2. アジア / オセアニア
----------------

Pakistan}}
Iran}}
Saudi Arabia}}
Malaysia}}
Singapore}}
Sri Lanka}}
Taiwan}}
Vietnam}}
North Korea}}

3.3. アフリカ
---------

Cape Verde}}
Egypt}}
Kenya}}
Mauritius}}
Morocco}}
Namibia}}
Tunisia}}

4. DVB-T2
---------

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  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。

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。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。

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。

5. 脚注
-----

6. 関連項目
-------

ATSC
DAB
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

7. 参考文献
-------

ETSI Standard：EN 300 744 V1.5.1, //Digital Video Broadcasting; Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television//, [1] から入手可能

8. 外部リンク
--------

[2]
[3]
[4]
[5]
[6]