ボクにもわかる地上デジタル - 地デジ方式編 - ISDB-T概略

　　　　　　　　　　　　　　(作成:2003年10月)　　　　　　地デジTopへ戻る
　　　　　　　　　　　　　　(更新:2005年07月)

ISDB-T 主要パラメータ
　　　　　　　(Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial)

　　このページでは国内での地上デジタル放送ISDB-T方式および、ISDB-Tに採用
　　されたBST-OFDM方式の代表的なパラメータを示します。
　　OFDMについては、「方式編-OFDM」を、また、64QAM等のキャリア変調方式に
　　ついては、「方式編-変調方式」を、符号化については、「方式編-符号化」
　　を参照ください。

　　　　　　　　　　　　　ISDB-T 代表パラメータ

　　　パラメータ　　　｜技術要件
　　　────────┼─────────────────────────
　　　映像符号化方式　｜MPEG-2 Video
　　　映像フォーマット｜1080i, 480p, 480i, 720p, 1080p
　　　色空間、階調　　｜YCrCb 4:2:0 8bit階調 (12bit/pixel)
　　　音声符号化方式　｜MPEG-2 Audio AAC (従来のMPEG2-BCの２倍の効率)
　　　変調方式　　　　｜13セグメント BST-OFDM 方式
　　　キャリア変調方式｜64QAM, 16QAM, QPSK, DQPSK (最大3階層)
　　　誤り訂正方式　　｜リードソロモン符号と畳込み符号の二重符号化方式
　　　伝送帯域幅　　　｜約 5.57MHz (=6/14*13)
　　　最大伝送容量　　｜23.234Mbps(64QAM,内誤訂正=7/8,GI=1/32時)

　　　　　　　　　　　　　BST-OFDM 代表パラメータ

　　　パラメータ　｜　　値　　｜備考（各値の根拠となる計算式など）
　　　──────┼─────┼─────────────────────
　　　ISDB-Tモード｜　Mode3　 ｜OFDMキャリア数の違いでMode1〜3がある。
　　　セグメント数｜　　 13　 ｜
　　　総キャリア数｜　 5617 　｜(1セグC数)432 × (セグ数)13 ＋ 1
　　　キャリア数/S｜　　432 　｜１セグあたりのキャリア数(パイロット含む)
　　　データＣ数/S｜　　384 　｜１セグあたりのデータキャリア数
　　　帯域幅　　　｜約 5.57MHz｜＝(総キャリア)5617 × キャリア間隔(125/126)
　　　キャリア間隔｜約0.992kHz｜＝125/126
　　　キャリア変調｜64(2^6)QAM｜他に(2^2)QPSK、(2^4)16QAMがある
　　　シンボル数　｜ 204/frame｜
　　　シンボル長　｜　1008us　｜
　　　ＧＩ　　　　｜1/8(126us)｜他に1/4(252us),1/16(63us),1/32(31.5us)
　　　フレーム長　｜ 231.336ms｜＝(数)204×[(長)1008us＋(ガード)126us]
　　　内誤訂正符号｜　 3/4　　｜畳み込み符号、他に1/2, 2/3, 5/6, 7/8
　　　外誤訂正符号｜ 188/204　｜リードソロモン符号 RS(204,188)
　　　FFTクロック ｜約8126984 ｜＝512/63[MHz]
　　　多重フレーム｜　4608　　｜
　　　ビットrate/S｜　1404.29 ｜以上条件の１セグあたりのビットレート
　　　ビットレート｜約16.8Mbps｜ビットレート(GI=1/8,64QAM3/4,12Segs)

セグメント説明図

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　参考文献： SHARP 技報 88-5 (2004/4)


モード

　　将来のＳＦＮ(同一周波数中継)や移動受信などの様々な放送方法に対応す
　　るために、OFDMキャリア数の異なるモード１〜３があります。現状の放送
　　体系(県域,固定利用)においては、モード３にて放送されています。

　　　　　ISDB-Tモード　　　｜　Mode 1　｜　Mode 2　｜　Mode 3
　　　───────────┼─────┼─────┼─────
　　　総キャリア数　　　　　｜　1249　　｜　2497　　｜　5617
　　　データキャリア数/seg　｜　　96　　｜　 192　　｜　 384
　　　キャリア間隔　　　　　｜約3.968kHz｜約1.984kHz｜約0.992kHz
　　　シンボル長　　　　　　｜　 252us　｜　 504us　｜　1008us
　　　シンボル数　　　　　　｜　 204　　｜　 204　　｜　 204
　　　ガードインターバル　　｜　　−　　｜　　−　　｜　 126us
　　　最大ガードインターバル｜　　63us　｜　 126us　｜　 252us
　　　最大耐干渉能力　　　　｜　18.9km　｜　37.8km　｜　75.6km

　　３つのモードの間では、シンボル数は共通です。しかし、モード１やモー
　　ド２ではキャリア数が少ない分、一つのキャリアの帯域が広くなります。
　　その分、シンボル長が短くなり、同じ比率でガードインターバルを設定す
　　るとガードインターバルも短くなり、遅延波への耐干渉能力が低下してし
　　まいます。
　　前出の参考文献からもガードインターバル126us以上(距離37.8kmまでの遅
　　延波による耐干渉能力)が必要のようで、モード３が選ばれています。

セグメント

　　13セグメントとは、１つの放送波を13に分けて使用することが出来るという
　　意味です。つまり、地上デジタル波1チャンネルを13の区画に分けて使用し
　　ています。ハイビジョン画質(HDTV)の映像には12セグメントが必要なので、
　　13セグメントの１つの放送波の殆どのセグメントを使用して放送しています。
　　また、DVD相当の標準画質(SDTV)で４セグメントで放送できるので、１つの
　　放送波で最大３チャンネル分の標準画質の映像を放送することが出来ます。

　　　　　　　　　　　　　　｜　HDTV画質　｜　SDTV画質　｜　携帯画質
　　　───────────┼──────┼──────┼──────
　　　必要なセグメント数(例)｜12セグメント｜４セグメント｜１セグメント
　　　データキャリア数(例)　｜　　4608　　｜　　1536　　｜　　384
　　　情報レート　　　(例)　｜ 約16.8Mbps ｜　約5.5Mbps ｜約300ｋbps※

　　　　　　　　　　　　　　　　※固定受信用の放送とパラメータが異なる

　　したがって、放送局はハイビジョン画質１本＋携帯画質１本とか、従来画質
　　３本＋携帯画質１本のように、放送局の意図によって自由に選ぶことが出来
　　るようになっています。もちろん、13セグメント全てを使って、より高画質
　　なハイビジョン放送を行うことも可能です。
階層

　　各セグメント毎に異なる変調方式を最大３方式まで使用することが出来ます。
　　それぞれのセグメントの集まりを階層と呼んでおり、現在は、ワンセグ用と
　　ハイビジョン映像用の２階層で放送されています。

　　下図のようにＡ層(A.Layer)からＣ層(C.Layer)までの３階層が定義されてい
　　て、このうちのＡとＢ層の２層が異なる変調方式で使用されていることが分
　　かります。

放送受信パラメータ例

各階層ごとの放送受信例
階層 用途 変調方式 内符号 時間Ｉ セグ数
Ａ層 ワンセグ(移動) QPSK 2/3 8 1
Ｂ層 通常受信(固定) 64QAM 3/4 2 12
Ｃ層 未使用 - - - 0

内符号=畳み込みによる誤訂正符号, 時間I=時間インターリーブ, セグ数=セグメント数
ガードインターバル（GIまたはＧ）

　　元々、ＯＦＤＭの一つ一つのキャリアは遅延によるシンボル間干渉に強いの
　　ですが、１つのシンボルの中に複数のキャリアが入っているＯＦＤＭの性質上、
　　キャリア毎に異なる遅延が生じた場合、キャリアによっては、前シンボルが
　　ズレ込んで来る恐れがあります。
　　元々、キャリア毎で干渉しないＯＦＤＭですが、遅延したキャリアと、遅延
　　しなかったキャリアが干渉してしまい、復調できなくなってしまうのです。
　　このような遅延を周波数選択性の遅延と呼んでいます。
　　ISDB-Tでは、周波数選択性の遅延による耐干渉能力を高めるために、下図の
　　ように、シンボルとシンボルの間にガード時間を挿入しています。
　　受信機では、このガード区間の情報を無視することで、あるキャリアだけが
　　遅延が生じた場合でも、このガード区間内であれば、遅延が無視されるので
　　正しく受信できます。なお、ガードインターバル区間にはシンボル内のデー
　　タがコピーされて挿入されていますので、あるキャリアがズレても情報が欠
　　落することはありません。

ガードインターバル説明図

インターリーブ（Ｉ）

　　インターリーブとは符号や周波数を入れ替えることで、誤りが発生した時に
　　誤った符号を分散させて誤り訂正を行いやすくする方法です。
　　地上デジタル放送では、シンボル単位で入れ替える時間インターリーブや、
　　サブキャリアを入れ替える周波数インターリーブがあります。

同期

　　放送を受信するには、適切なタイミングで信号を読み取らなければなりませ
　　ん。ガードインターバルが挿入されていたとしても、これは遅延に対しての
　　補償が目的ですので、1008usの解析区間は、正確に合わせる必要があります。
　　このように受信のタイミングを調整することを「同期をとる」と言います。

　　シンボルの同期は、ガードインターバルを利用して同期をとります。ガード
　　インターバル区間にはシンボル内のデータがコピーされていますので、この
　　コピーにより受信信号の自己相関が生じることを利用します。
　　具体的には、コピー元の信号部分とガードインターバルとの時間差(1008us)
　　で自己相関 Sum( s(t+1008us)*s(t) )がピークになる点がガードインターバ
　　ルの正確な開始点となります。

　　しかし、これだけでは、5617ものサブキャリア毎の正確な同期は、とうてい
　　取ることが出来ません。そこで、5617サブキャリアのうちの１割以上を占め
　　る625サブキャリアに規定のパイロット信号を埋め込んで、正確な同期をとっ
　　ています。

ARIB標準規格書(2008年4月21日)

　　ARIB標準規格書が一般公開(無料)されることになりました。

　　地上デジタル放送に関連する主要な規格書

　　　　ARIB STD-B31　地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式
　　　　ARIB STD-B25　デジタル放送におけるアクセス制御方式(B-CASカード)
　　　　ARIB TR-B14　 地上デジタルテレビジョン放送運用規定

　　　　　　　　　　　　　http://www2.arib.or.jp/johomem/new/riyou.html

ISDB-TSB (ISDB-T for Sound Broadcasting)

　　地上デジタル音声放送(地上デジタルラジオ放送)の規格として、ISDB-TSBが
　　策定されています。詳しくは「方式編 - ワンセグ概略」を参照ください。

ISDB-Tmm (ISDB-T for Mobile Multimedia)

　　現在の地上波アナログ放送終了後に205MHz〜222MHzの17MHzの周波数を使用
　　した携帯電話向けの放送サービスが計画されています。将来の周波数につい
　　ては、「基礎編-電波と周波数」を参照ください。
　　そこで、ISDB-TのワンセグとISDB-TSBのラジオをベースとした新しい規格が
　　検討されています。ISDB-TワンセグとISDB-TSB、ISDB-Tmmの３つに対応した
　　受信機が、携帯電話に内蔵できる小型で実現できるようになります。

関連ページ

　　方式編 - ワンセグ概略　　　　　　１セグメント放送 地上デジタル音声
　　方式編 - ＯＦＤＭ　　　　　　　　シンボル間干渉 OFDMの原理 復調
　　方式編 - 変調方式　　　　　　　　ASK,BPSK,QPSK,QAM,IQ平面,直交変調
　　方式編 - 符号化　　　　　　　　　符号化 誤り訂正符号 RS 畳込み符号
　　方式編 - 動画圧縮符号化　　　　　MPEG2(GOP,TS/PS) MPEG4 AVC H.264
　　方式編 - DVD-RAM,DVD-RW　　　　　DVD-RAM,DVD-RW,DVD-Rについて説明
　　方式編 - Blu-rayディスク　　　　 Blu-ray (BD-RE,BD-R,BD-ROM)

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