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

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ワンセグ携帯W33SA(SANYO製)
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

  ワンセグに限らず、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
  ますが、機種も増えてきたので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
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

USIMカード
○ 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

  1. 店頭デモ用の携帯電話

  店舗でデモ展示用に使用している携帯電話の中には契約やSIMカードなしで
  受信できるものがあります。これらはメーカーから店舗に貸し出された端末
  であることが多く、転売も禁じられているので一般の市場には出回っていま
  せん。このため、オークションなどで出回っていますが、盗品が出品されて
  いる恐れもあります。
  盗品を扱っているような出品者や盗品と分かっていて購入するのはトラブル
  の元になるので絶対にやめましょう。

ワンセグ携帯W33SA(SANYO製)

Yahoo! オークションで「店頭用携帯電話」を検索する(盗品に注意)

  ※掲載情報によって被ったいかなる損害も当方は補償いたしません
  ※オークション取引は物品の売買トラブル以外に個人情報の不正使用による
   トラブルの懸念もありますので十分にご注意ください。

  2. NTT DoCoMoの一部の携帯電話

  携帯電話によってはSIMなしでワンセグを視聴することができる場合がありま
  ます。しかし、キャリアや機種によって状況が異なります。
  加入者の多いNTT DoCoMoでは視聴可能な端末が多く存在しますが、加入者を
  繋ぎ止めたいソフトバンクやauはSIMなしでの利用を認めにくい事情があるよ
  うです。
  お手持ちの携帯電話のSIMカードを抜いて試して見ると良いでしょう。

  3. 未登録のSIMカードを使用する

  携帯電話によっては未登録のプリペイドSIMカードでワンセグを視聴するこ
  とができる場合があります。しかし、こちらもキャリアや機種によって状況
  が異なります。
  ただし、解約済みのSIMとは異なりますので注意が必要です。

Yahoo! オークションで「プリペイドSIM」を検索する

ワンセグの概念

  下図は地上デジタル放送の1つのチャンネルを示した図です。1チャンネル
  は13つのセグメントと呼ばれる区画に分けられていて、その中央のセグメ
  ントをワンセグ放送に使用します。残りの12セグメントは、通常のテレビ
  放送用で、12セグメント全てを使うとハイビジョン放送1本を送ることが
  出来ます。

  ワンセグの割り当て

  ワンセグ放送は中央のセグメントしか使用できない為、一つのチャンネルで
  複数のワンセグ放送を送ることは出来ません。これは、13セグメント全体の
  同期信号の中の一部だけを使って受信することで、チューナーの回路規模や
  受信処理を低減しているためです。
  このように地上デジタルテレビ放送では13セグメント中の12セグメントを
  使用するハイビジョン放送がメインであり、1セグメント放送は「おまけ」的
  な存在と位置づけられています。
  (「おまけ」=メインの添え物だが、時にメインを超える可能性を有する存在)

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が、ここでは省略します)

  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(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、以上の説明から御理解いただけるとおり、「ボクがつけた」は、少し
  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。


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