DVB-T

DVB-T（地上デジタルテレビ放送）とは

DVB-T（Digital Video Broadcasting - Terrestrial）は、DVB規格における地上デジタルテレビジョン放送の規格です。この規格では、デジタル化された音声と動画の信号を、直交周波数分割多重方式（OFDM）を用いてデジタル変調（COFDM）し送信します。情報源符号化にはMPEG-2が、より最近ではH.264/MPEG-4 AVCが用いられています。

DVB-Tは、特にデジタルテレビジョン放送で採用されている送信規格です。イギリスのFreeviewなどがその例として挙げられます。OFDMは、広帯域のデジタル信号を多数の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する近接した搬送周波数で送信します。これにより、複数の送信局が同じ周波数で放送を行えるため、受信機はそれぞれの局からの信号を正しく復調することができます。

DVB-T 送信機の概要

DVB-T送信機では、以下の信号処理が行われます。

情報源符号化とMPEG-2多重化

圧縮された動画、音声、データストリームは、まずPS（Programme Stream）として多重化されます。次に、一つ以上のPSをまとめてMPEG-2 TS（Transport Stream）とします。このデジタルストリームが、基本的に送信され、受信側のセットトップボックスで受信されます。データ転送のビットレートは、符号化と変調のパラメータによって変動し、5Mbit/sから32Mbit/sの範囲になります。

スプリッタ

Hierarchical Transmissionという技術を用いることで、異なる2つのTSを同時に転送できます。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ます。一般的にSDTV信号はHDTV信号よりも頑健なため、受信状況に応じてHDTVかSDTVを選択できます。

MUX適応とエネルギー拡散

MPEG-2 TSは固定長（188バイト）のパケットの並びです。エネルギー拡散という技術により、バイト列が非相関化されます。

外部エンコーダ

第一段階の誤り訂正符号化を行います。ここでは、リード・ソロモンRS（204, 188）符号が用いられ、188バイトのパケットのうち最大8バイトを訂正することができます。

外部インターリーバ

畳み込みインターリーブにより、転送データの並びを再配置します。これにより、長期間にわたる誤りの発生に対処できます。

内部エンコーダ

第二段階の誤り訂正符号化を行います。ここでは畳み込み符号が使用され、符号化レートは1/2、2/3、3/4、5/6、7/8の5種類があります。

内部インターリーバ

再度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します。ここではブロック単位での入れ替えが行われます。

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します。変調方式にはQPSK、16-QAM、64-QAMの3種類が用いられます。

フレーム適応

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ます。68ブロックを1フレーム、4フレームを1スーパーフレームとします。

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します。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ます。受信機はこれらのパラメータを事前に知っておく必要があります。TPS信号は、パラメータが変更される場合や再同期が必要な場合にのみ使用されます。

OFDM変調

ブロック列をOFDM方式で変調します。キャリアは2048本（2k）、4096本（4k）、8096本（8k）が用いられます。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変化しません。

ガードインターバル挿入

受信を容易にするために、OFDMの各ブロックの前にcyclic prefixを挿入します。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のいずれかです。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ガードインターバルが必須です。

DACとフロントエンド

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）に変調します。帯域幅は、チャンネルとして割り当てられた5, 6, 7, 8MHzです。ベースバンドのサンプリングレートは、チャンネルの帯域幅に依存します。

受信機の概要

受信機では、送信機で行われた処理と逆の処理が行われます。

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します。
時間同期と周波数同期：デジタルベースバンド信号からフレームとブロックの先頭を特定し、信号の周波数成分の問題を訂正します。
ガードインターバル除去：cyclic prefixを除去します。
OFDM復調：OFDM信号を復調します。
周波数均一化：パイロット信号で受信信号を均一化します。
逆マッピング：マッピング処理の逆を行います。
内部逆インターリーブ：インターリーブ処理の逆を行います。
内部復号：ビタビアルゴリズムを使用して復号します。
外部逆インターリーブ：インターリーブ処理の逆を行います。
外部復号：誤り訂正符号化の逆を行います。
MUX適応：MUX処理の逆を行います。
MPEG-2 逆多重化と情報源復号：多重化された信号を分離し、動画や音声データを復号します。

DVB-Tを採用している国と地域

（具体的な国や地域については、情報源を参照してください。）

DVB-T2

DVB-Tの更新版として、DVB-T2が開発されました。2006年に開発が開始され、2008年には規格案が提出され、2009年11月から放送が開始されました。DVB-T2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可能にするなど、多くの改善が加えられています。

DVB-T2の主な特徴

LDPC/BCH符号による前方誤り訂正
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）などのダイバーシティシステム（オプション）
アンテナのピーク対平均電力比を低減する技術
8k以上のサイズのFFT（16kや32k FFTも利用可能）
チャネル推定の改善
SFNにおける発信局間の距離の増大
可変符号化と可変変調
柔軟な多重化

DVB-T2受信機はDVB-Tの放送も受信できますが、DVB-T受信機はDVB-T2を受信できません。ファームウェアの更新でも対応は不可能です。

脚注

(情報源へのリンクや出典を記載)

関連項目

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

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

外部リンク

Website of the DVB Project
DVB-H.org
DigiTAG website
OFCOM DTT future
BBC press

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