ボクにもわかる地上デジタル - 地デジ方式編

ワンセグ概略

au by KDDI W33SA (SANYO製)

ワンセグ放送(１セグメント放送)

　地上デジタル放送では、主に、携帯電話や携帯情報端末のような小さな画面に向けたワンセグ放送(ワンセグメント放送)が2006年4月1日から開始されています。
　携帯電話での視聴は、据え置きテレビと異なり、キー操作をしながらの視聴が増加する見込みですので、携帯電話のインターネット接続機能との連動に期待されています。

　2008年までは、サイマル放送(通常のテレビ放送と同一内容)で放送されますが、データー放送に関しては携帯電話のインターネット接続機能と連動したサービスが提供されています。

　ワンセグ放送は、通常の地上デジタル放送の信号の一部にワンセグ用の情報を混ぜて送信されています。つまり、通常の地上デジタル放送を受信できるエリアが、およその受信エリアとなります。また、受信する放送局やチャンネルも通常の地上デジタル放送と同じです。

　なお、ご家庭でＮＨＫ受信契約されている方は、ワンセグ放送受信のために新たにＮＨＫの受信契約を行う必要はありません。

字幕対応

　地上デジタル放送では番組に字幕を表示することが出来ます。現在、多くの映画や国内のドラマや、一部のニュース番組などでも、字幕が放送されいますので、騒音の中でのテレビ視聴や深夜のテレビ視聴の時には便利な機能です。
　この字幕情報がワンセグ放送では、さらに偉大な威力を発揮します。それは、電車や公共の場で音声を出力すること無く、もちろんヘッドホンもしないで番組を楽しめる点です。
　実際に使用してみると字幕放送対応が、ワンセグの利用頻度を飛躍的に高めていることを実感できます。ワンセグ端末を手にした際は、字幕を設定して体験してみてください。

主なサービス局

　地上デジタルを放送している各放送局からワンセグ放送がサービスされています。

　首都圏　　　　　　　関西地区　　　　　　中部地区　　┏━━━━━━┳　　┏━━━━━━┳　　┏━━━━━━┳ 　　┃　　　　　　┃　　┃　　　　　　┃　　┃　　　　　　┃ 　　┃関東広域圏　┣　　┃近畿広域圏　┣　　┃東海広域圏　┣ 　　┃￣￣￣￣￣　┃　　┃￣￣￣￣￣　┃　　┃￣￣￣￣￣　┃ 　　┣━━━━━━╋　　┣━━━━━━╋　　┣━━━━━━╋ 　　┃ＮＨＫ総合　┃　　┃ＮＨＫ総合　┃　　┃ＮＨＫ総合　┃ 　　┃ＮＨＫ教育　┃　　┃ＮＨＫ教育　┃　　┃ＮＨＫ教育　┃ 　　┃日本テレビ　┃　　┃毎日放送　　┃　　┃東海テレビ　┃ 　　┃ＴＢＳ　　　┃　　┃朝日放送　　┃　　┃中京テレビ　┃ 　　┃フジテレビ　┃　　┃関西テレビ　┃　　┃中部日本放送┃ 　　┃テレビ朝日　┃　　┃読売テレビ　┃　　┃名古屋テレビ┃等　　┃テレビ東京　┃　　┣━━━━━━╋ 　　┣━━━━━━╋　　┃テレビ大阪　┃等　　┃ちばテレビ　┃ 　　┃テレビ埼玉　┃等　　　　　　　　　　　　　　　　参考情報「資料編 - 物理チャンネル表」

受信機

　携帯電話事業者(DoCoMo,au,SOFTBANK)各社からワンセグ端末が発売されています。詳細については、各事業者のウェブサイトを参照下さい。
　以下はパソコンに接続するUSBワンセグチューナーです。

ＵＳＢワンセグチューナー(BUFFALO DH-KONE/U2V)

BUFFALO DH-KONE/U2V

**ＵＳＢワンセグチューナー**
製造元	型番	３セグ	感度 UP	録画	ムー　ブ	デー　タ	３０ fps	質量	参考価格 (変動します)
BUFFALO	DH-MONE/U2	－	－	○	○	○	－	8g	￥4,717
BUFFALO	DH-KONE/U2VP	－	○	○	○	○	○	16g	￥6,655
BUFFALO	DH-KONE/U2V	－	○	○	○	○	○	16g	￥5,450
BUFFALO	DH-KONE/U2R	○	△	○	－	○	－	16g	￥11,800
IO DATA	GV-SC300	－	○	○	○	○	○	18g	￥6,980

有効なSIMカードなしでのワンセグ携帯では受信不可

　SIMカードとは、FOMAカード、USIMカード、au ICカードと呼ばれている携帯電話の電話番号が登録されたカードです。（厳密には電話番号ではなくIMSI と呼ばれるSIMカード毎の固有番号が登録されています)。このSIMカードが有効でなければ、ワンセグを受信することが出来ない場合があります。
　受信できない可能性のある携帯電話をまとめると、以下のようになります。

SIMカードが入っていない場合にワンセグ視聴ができない
解約したSIMカードの場合にワンセグ視聴ができない
解約した携帯電話の場合にワンセグ視聴ができない
端末と異なる事業者のカードの場合にワンセグ視聴ができない

○ 有効なUSIMカード(例)　×使用不可能なカード(例)

SIMなしでワンセグ視聴する方法

ワンセグ放送の技術概略

　ワンセグ放送はISDB-T方式の地上デジタルテレビの放送波の一部を受信しています。基本となる技術は「方式編-ISDB-T概略」に記載のとおりです。
　また、前節のとおり１セグメントを移動で使用した場合のビットレートは、約416kbpsしかありません。１２セグメントを固定受信した約16.8Mbpsと比較して、約４０分の一の低ビットレートで映像を放送する必要があります。
　そこで、映像を高能率に圧縮符号化できる映像符号化方式H.264/AVCが採用されています。H.264は別名でMPEG-4 AVCやMPEG-4 Part10とも呼ばれています。携帯電話で標準フォーマットとして使用されているMPEG-4と同じ「MPEG4」という文字がありますが互換性はありません。携帯電話の方は「MPEG-4 Part 2」で、ワンセグは「MPEG-4 Part 10」で、内容が全く異なる規格ですので注意が必要です。(ワンセグ携帯は両方をサポートしています。)
　2.4インチくらいの小さな液晶で見る限りは、従来のMPEG-4(Part 2)のようなブロックノイズが気にならない上、動きもとてもスムーズです。しかし、アナログ放送と比べると、１秒間に送られる画像の枚数が 15 fps(アナログは 30 fps)に減ったため、明らかに映像の動きが低下していることが感じられます。

映像の符号化方式については、「方式編-動画圧縮符号化」を参照ください。

ワンセグチューナー基板

ワンセグ放送のビットレート

　以下に、ワンセグ放送の諸元の一例を示します。現在のパラメータは表中の「移動１セグ」の416kbpsで放送されています。「固定１セグ」の1.4Mbpsは１セグメントで伝送可能な能力を示しています。1.4Mbpsも伝送できるのに速度を416kbpsに絞ることで、非常に高感度な受信性能を保有しています。

ワンセグ放送のパラメータ(例)

パラメータ	変調	ＧＩ	訂正符号	ビットレート	備考
移動１セグ	QPSK	1/8	2/3	約 416k bps	2006年04月現在
移動１セグ	QPSK	1/8	1/2	約 312k bps	2005年試験時
(固定１セグ)	64QAM	1/8	1/4	約 1.4M bps	最大レート(能力)

ワンセグ放送のビットレート(例)

映像符号化映像解像度(例) 映像レート(例)	H.264 (MPEG-4 AVC / Part 10) BP 320×180 15 fps 128kbps (放送による)
音声符号化音声レート(例)	AACステレオ(SBRなし)/モノラル/2モノラル 64kbps (放送による)
データ放送(例)	BML(Broadcast Markup Language)
合計レート(例)	約260kbps (放送による)

高感度な受信感度

　これまでもアナログ放送テレビチューナー内蔵の携帯電話がありましたが、受信感度が悪くて、あまり使い物になりませんでした。
　アナログチューナの受信感度は-69dBm程度でしたが、ワンセグチューナーの感度は-107dBmまで向上しています。受信感度はマイナスが大きいほど高性能(高感度)です。アナログチューナーとの差は38dBですが、ワンセグは１３セグメントの放送波のうち１セグメントしか受信しないので、送信所からの電波が約11dB低下するのと同等になりますので、差は27dBに縮まります。
　とはいっても、電波の27dBの差は約２２倍の電波到達距離の差に相当するのでアナログチューナーとは大きな差があると言えます。
(他にも送信所のERPや波長で違いが生じます)

　この約２２倍もの差によって、ワンセグ放送では建物の中や移動中でも、小さなアンテナで受信することが出来るようになっており、携帯電話の通話が可能な場所であれば、ほぼ受信できるような使用感があります。しかも、受信さへ出来れば、完全に鮮明画質が得られます。
　電車などでの移動中も支障なく受信できるのを見ると、アナログの２２倍という伝搬距離の能力を実感できると思います。(受信地域にもよります。)
　但し、地下街や鉄筋マンションやビルでは、窓から離れると受信できません。

　下図は地上デジタル放送の受信例です。A.Layerと書かれた部分がワンセグの受信状況、B.Layerがハイビジョン映像の放送受信状況を示しています。
　信号品質Ｃ/Ｎは14dBで、ハイビジョン映像に必要な22dBを下回っており、 B.Layerのハイビジョン受信がERROR(受信不可)となっています。
　一方のA.LayerのワンセグはOK(受信可能)となっていて、ハイビジョンよりも悪環境での受信が可能であることを示しています。

　　　　　デジタル放送受信例 (A:ワンセグ B:ハイビジョン)

※本例に使用したAQUOS LC-20AX5はワンセグに対応していません。
　（受信波の確認のみが可能で、映像や音声は視聴できません。）

　このようにワンセグは非常に受信感度が良い点ので、通常のハイビジョンの地上デジタル放送やアナログでは実現できなかった「実用的な携帯テレビ」を実現しています。地上デジタル放送の「おまけ」とも記しましたが、この「おまけ」が、これまでに無かったモノだけに、大きな価値を産む可能性を秘めているのです。

微弱電波による室内の再送信

　ワンセグでは微弱電波による室内での再送信が可能です。ただし、再送信を行う送信アンテナから１ｍ以内にしか電波が届かないように調整する必要があります。充電台の近くに送信アンテナを設置することで、予約録画などに対応するなどといった用途に使えます。

※１ｍを超えての受信が出来る場合や、およそ-80dBmを超えた送信を行うと、電波法違反となります。電波法を十分に理解の上、自己責任で御利用ください。また、掲載情報に誤りがあったとしても、当方は何ら責任を負いません。

パソコンのノイズ問題

　ＵＳＢアダプタタイプなどの地上デジタルチューナーでは、パソコンからのノイズの影響で受信が妨害される場合があります。

　　　　　┌─────┐‥…→ノイズ　　／　←…‥・放送波　　　　　│　　　　　│　┌─┐‥…→ ／　　　　　│　　　　　│　│　│ 　　／　　　　　│　　　　　│　│PC│　／アンテナ　　　　　│　　　　　│　│　┏━┷┓ 　　　　　└─────┘　│　┗━━┛ 　　　　　＿＿＿＿＿＿　 └─┘ワンセグ　　　パソコンから放射される　　　　／　　　　　／　　　　チューナ　　　ノイズが、放送波の受信　　　／　　　　　／　　　　　　　　　　　　を妨害する　　　￣￣￣￣￣￣

　このような場合は、アンテナケーブルやＵＳＢケーブルを延長してアンテナをパソコンから遠ざけます。また、ケーブルにフェライトコアを取り付けることで改善される場合もあります。

　　　　　┌─────┐‥…→ノイズ　　　　　　　　　　　／　←… 　　　　　│　　　　　│　┌─┐‥…→ 　　　　　　　　　／　放送波　　　　　│　　　　　│　│　│ 　　　　　　　　　　　／　　　　　│　　　　　│　│PC│フェライト　　　　　／アンテナ　　　　　│　　　　　│　│　│┌─┐　　ＵＳＢ┏━┷┓ 　　　　　└─────┘　│　┝┿━┿━━━━━┻━━┛ 　　　　　＿＿＿＿＿＿　 └─┘└─┘　　ワンセグチューナ(アンテナ) 　　　　／　　　　　／　　　　　　　　　をパソコンから遠ざける。　　　／　　　　　／　　　￣￣￣￣￣￣

不感対策

　不感対策とは、主に地下街や電波が伝搬してこない場所でも放送を受信できるようにする対策です。
　総務省は、研究会を発足し、携帯電話事業者や放送事業者、地下鉄道事業者とともに取り組んでいます。(次節末に参考文献)
　対策にはギャップフィラー装置と呼ばれるワンセグ放送の再送信設備を導入してゆくのですが、様々な課題があります。
　技術面では、他の通信機器との干渉と装置の小型化です。地下街や地下鉄のトンネル内には、地下環境を維持する為の設備や、鉄道運行のための重要な通信回線といった即人命に関わるような設備が、天井裏や床下に収められています。しかも、地下空間のスペースは希少なため、重要な設備だけでも、隙間無く詰込まれていて、このような既存設備の隙間に再送信設備を入れるのは、極めて困難であると言われています。また、２４時間営業に限りなく近い状態の地下街では設置の工事だけでも大きな負担です。このように希少な空間であるため、スペースを借りるとしても巨額の設置費用が発生しますので、設備を導入するための資金の提供者を得ることも困難です。そこで、各テレビ放送局からのワンセグ放送だけでなく、地下街などの自営の放送を含めた形で、再送信を行う方法が検討されています。自営放送では各店舗の宣伝などを取り入れた番組を流すことで収入を得ることが出来るからです。
　この他にも、総務省が不感対策の研究会を発足した背景の一つには、後述の大規模災害時の利用があります。大規模災害時にはワンセグ放送が役立つと考えられており、不感対策が重要と考えられているのです。

災害時利用

　阪神大震災では一般の電話が使えなくなりましたが、多くのエリアでは携帯電話が利用できた為、人命救助や支援活動に大きく寄与しました。現在では、携帯電話の普及によって、大規模な災害時には携帯電話の回線もパンクして使用できない可能性がありますが、阪神大震災の教訓として、新しい技術を大規模災害に役立てるという「働きかけ」を起こした事例と思います。

　大規模災害時の情報伝達手段としては、放送が最も重要な役割を果すといわれています。それは、危機的な状況を「瞬時に」「大勢に」伝達することができ、特に、受信者がどれだけ増加しても輻輳(大勢が同じ回線に集中)することが無い点です。例えば、iモードなどのウェブでは、同じサイトに大勢がアクセスすると通信回線やサーバーに過大な負荷がかかってしまいますが、放送では、受信エリア内にさえ居れば、受信の人数に関わらずに情報を伝達することが出来るのです。
　多くの人が肌身離さずに所持している携帯電話に放送受信機能が付加されてゆく傾向もあり、「国民の安全安心にもつながる施策」と位置づけられています。

参考文献：地下街等遮蔽空間における地上放送の在り方に関する研究会
　　http://www.soumu.go.jp/s-news/2005/pdf/050809_1_1.pdf

ボクがつけた「ワンセグ」

　当サイトでは、ワンセグが正式名称と決まる前よりワンセグメント放送を略してワンセグと表示してきました。この名称が、2005年09月28日に偶然にも正式名称となり、発表当日に「ワンセグ」をgoogle検索するとトップに表示され、多くの方にアクセスいただけるようになりました。
　それまでも、通称として使用されていたようですが、インターネット上では、あまり使われておらず、関係者が当サイト等を御覧になって、決定の後押しとなったかもしれません。
　なお、以上の説明から理解いただけるとおり、「ボクがつけた」は、大げさな表現であり、名称の応募などで得られた等の事実はありません。

地上デジタル音声放送(地上デジタルラジオ放送,３セグ放送)

　テレビ放送局が１３セグメントの中から１セグメントを割り当てるワンセグ対して対して、地上デジタル音声放送は、新たな周波数(セグメント)割当によるデジタルラジオ放送です。首都圏(東京)と近畿圏(大阪,神戸,京都,奈良) では、2003年10月から、VHFの7chを使用して試験放送されています。

　地上デジタル音声放送は、6MHzの帯域を14のセグメントに分割し、その中の１セグメント(432kHz)もしくは３セグメント(1296kHz)で放送します。
１セグメントもしくは３セグメントの放送単位で一つの同期情報が与えられますので、受信機は、１セグメントもしくは３セグメント分の受信能力だけで、いづれのセグメントも選択的に受信できます。
　2011年3月までは、アナログテレビ放送の6chと8chへの影響を考慮して9セグメント分の帯域幅(約4MHz)で放送されています。アナログ終了後は再編成によって、90～108MHzおよび205～222MHzに移行する予定です。移行後の周波数は、「基礎編-電波と周波数#地上波テレビ周波数の将来」を参照下さい。
　移行の際は、現在、放送されているISDB-TSBからISDB-Tmm方式に変更されますので、既に発売されている機器によっては周波数や方式が対応しておらず受信できなくなる機種があります。

地上デジタルテレビ放送と音声放送の違い

＼	地上デジタルテレビ	地上デジタル音声放送
方式名	ISDB-T	ISDB-TSB
標準規格名	ARIB STD-B31	ARIB STD-B29
セグメント数	13セグメント	１又は３セグメント
放送事業者	従来のテレビ事業者	ラジオ＆新規事業者
従来アナログ放送	廃止(デジタル移行)	継続
移動向け放送の位置付	HD放送(固定)のおまけ	移動／固定で同方式
移動(携帯)向けセグ数	13セグ中の１セグ	1or3セグメント
移動向け伝送レート	約 416kbps	最大 990kbps(３セグ)
移動向け映像最大品質	２～５インチ用	２～14インチ用

　地上デジタル音声放送では、従来のラジオ放送をデジタル化した放送だけではなく、３セグメントを使用して、ＣＤアルバムのダウンロードや5.1chのサラウンド放送、また、地上デジタルテレビのワンセグよりも高品質な映像放送も可能です。

地上デジタル音声放送のアプリケーション

アプリケーション	セグメント数	伝送レート
従来のラジオ放送をデジタル化	１セグメント放送	330kbps
高度化したデジタル音声放送	３セグメント放送	990kbps

DRPウェブページ:http://www.d-radio.jp/

　このように「ラジオ放送」から「マルチメディア放送」までを含んでいたのですが、よりマルチメディア放送の要素を拡大してゆくことになり、従来の「地上デジタル音声放送(ラジオ放送)」から「携帯端末向けマルチメディア放送」に変更して実用化される見込みです。

携帯端末向けマルチメディア放送

　地上デジタル音声放送の試験放送によって得られた結果をもとに実用化される見込みの放送で、携帯電話や車載テレビ用のマルチメディア放送です。
　現在のアナログテレビの終了後にVHF1～3chとVHF10～12chの周波数を用い、 ISDB-Tmm方式によって放送される予定です。(放送開始時期は未定)

地上デジタル音声放送の計画(地上デジタルラジオ放送)

2003年10月：首都圏と近畿圏(大阪,神戸,京都,奈良)で試験放送開始 2006年--月：本放送へ移行予定だったが遅延中(試験放送を継続) 2006年12月：受信機の市販開始(VHF7ch ISDB-TSB用) 2008年--月：札幌,仙台,静岡,名古屋,広島,福岡の本放送も遅延中 2010年06月：近畿圏での試験放送を終了 2011年03月：首都圏での試験放送を終了予定未定　　　：VHF帯の一部の周波数を使用して本格展開の予定

　2011年までは、試験放送と同様に、合計８セグメントが割当てられて、原則として各事業社１セグメントで放送されます。チャンネルはVHF帯の７chですが、2012年7月以降は1～3chや10ch～12chに移行します。
　1～3chは地域向け、10～12chは全国向けのマルチメディア放送となる予定です。
　また、2012年7月以降は、新規に放送事業に参入することも可能で、全国では２事業者、地域でも２事業者の新規参入が募集され、現在の事業者も含めて、１事業者につき６セグメントが割り当てられる見込みです。