テレビ放送電波はどんな形?(その4・デジタル符号化3)

No46
Shu-chan の
テレビ放送
放送ネットワーク
道しるべ
東海道(蒲原宿)
<テレビ放送電波はどんな形?(その4・デジタル符号化3)>
映像
デジタル化
多
音声
デジタル化
重
データ
外
符
号
化
階
層
分
割
内符号
キャリア変調
内符号
キャリア変調
内符号
キャリア変調
放送局における信号処理
今回掲載の個所は次の表示部分です。
☆
O
F
D
M
フ
レ
|
ム
時
間
イ
ン
タ
|
リ
|
ブ
階
層
合
成
I
F
F
T
ガ
|
ド
イ
ン
タ
|
バ
ル
付
加
周
波
数
イ
ン
タ
|
リ
|
ブ
O
F
D
M
信
号
・
送
信
機
へ
PSI(Program Specific Information)によるサービスの選択
地上デジタル電波を受信した後に TS の中のサービス(番組)を利用す
るには、ターゲットとなる映像や音声ストリームを多重化された TS の中
から抜き出す必要があります。そのためには、サービスがどのように多
重化されているか知らなければなりません。
TS パケットの PID(PacketID;パケット ID)は、各々のTSパケッ
トで伝送されている信号を示す整理番号です。PID が同一であれば連続
して信号が伝送されており、異なっていれば別の信号が伝送されている
ことが分かります。しかし、PID からだけでは、何の信号が送られてい
るのかはわかりません。
1
受信サービス株式会社
http://www.jushin-s.co.jp/
そこで、ある PID の TS パケットにどのような信号がどのような信号形
式で送られているかなどの情報を提供しているのが PSI です。
PSI はセクション形式で提供されます。PSI は、ISO/IEC13818-1
(MPEG-2Systems)に定義されている信号で、「伝送制御信号」などと
も呼ばれています。
PSI には、映像や音声ストリームやデータなどの素材だけでなく、TS
の構造を示す情報や SI(Service Information)と呼ぶ番組名や放送局の
情報なども一緒に多重されます。PSI/SI を受信機側で解読することで、
映像や音声はもとより複数のプログラムが多重されたストリームでも必
要なデータストリームとして正確に取り出すことが可能になります。
図1 に PSI による PID を間接的に指定する様子を示します。
① PID=0
TS
a
映像
0
PAT
b
②
x
音声
③
PMT
a
映像
c
データ
④
PAT
PMT (番組番号♯1)
番組番号♯1,PMT_PID=x
映像_PID=a
音声_PID=b
データ_PID=c
番組番号♯2,PMT_PID=y
PAT : TS に含まれる番組とその
PMT の PID の対応表
PMT : 番組を構成するコンポーネ
ントとその PID の対応表
図 1 PIDの間接的指定の様子
TS パケットの PID から、映像・音声やデータの TS パケットを選別する
流れは、次のようになります。
①
PID=0 の TS パケットが PAT(Program Association Table)です。
②
その内容には TS に含まれる番組とその PMT
(Program Map Table)
の TS パケットの PID 対応表が記載されています。この例では番組番
号#1 のプログラムテーブル PMT の PID(パケット ID)は、
“x”、
2
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番組番号#2 の PMT の PID(パケット ID)は“y”と書かれていま
す。
③
PMT の PID に相当する TS パケットが (例の“x”と“y”) それぞ
れの番組の PMT となっています。
④
その内容には映像_PID や音声_PID、データ_PID などの TS パケッ
トの PID 対応表が記載されています。
この手続きによって、映像・音声やデータの TS パケットが確定されて
いきます。
PSI/SI の情報は、セクションで伝送されます。セクションで伝送さ
れた情報が集まったものをテーブルと呼びます。
☆
PSI のテーブル
PSI に関するテーブルを 表 1
表1
PSI テーブルとその機能
に示します。
PSI のテーブルとその機能
テーブルID
テーブルの種類
テーブルの機能
伝送する PID
0x00
PAT
(Program Assciation Table)
TS 内の番組とその PMT の 0x0000
PID の対応を記述
0x01
CAI
(Conditional Access Table)
PMT
(Program Map Table)
限定受信方式とその EMM(個 0x0001
別情報)の PID の対応を記述
番組を編成するコンポーネン PAT による間
ト(映像・音声等)とその PID の
接指定
対応を記述
0x02
0x40
0x41
NIT 自ネットワーク
(Network Information
Table)
NIT 他ネットワーク
伝送路の情報などを記述
0x0010
2 進数の 16 進数での表し方
0x00 とは 「0000 0000」
0x41 とは 「0100 0001」
0x0000 とは 「0000 0000 0000 0000」
0x0010 とは 「0000 0000 0001 0000」
4 ビットの2 進数を0~Fまでの16 進数での表し方
[2 進数] [16 進数] [ 2 進数] [16 進数]
0000 → 0
1000 → 8
0001 → 1
1001 → 9
0010 → 2
1010 → A
0011 → 3
1011 → B
0100 → 4
1100 → C
0101 → 5
1101 → D
0110 → 6
1110 → E
0111 → 7
1111 → F
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・
PAT(Program Association Table)
PAT は、その TS で提供されるプログラム等のサービスとその PMT
(後
述)の PID との対応を示すテーブルで、図 2
PAT のセクション構造に
示すように Program Association Section という信号伝送形式で伝送さ
れます。PAT を伝送する PID は 0x0000 の固定値です。
PAT は単一のセクションで構成されセクションの長さは、最大 1024
バイトです。なお、TS の長さは 188 バイトですので、長い PAT のセク
ションは複数の TS にまたがって伝送されます。
11
2
16
=0
16
5
1
NIT_
PID
111 0x0010
繰り返し
3
プログラム
番号
8
12
カレント
ネクスト
指示
2
ID
プログラム
番号
図2
1
最終
セクション
番号
セクション
番号
8
11
バージョン
番号
1
0
トランスポート
8
1
ストリーム
0x00
セクシションシ
ンタスク指示
テーブル
ID
セ
ク
シ
ョ
ン
長
13
PMT
_PID
=0
111
16
3
CRC
32
13
枠内の数字はフィールドの値
枠下の数字はフィールドのビット長
PAT のセクション構造
4
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・
PMT(Program Map Table)
PMT は、各プログラム等のサービスについて、そのサービスを構成す
る各要素信号とその要素信号の PID との対応を示すテーブルで、図3
PMT のセクション構造 に示すように Program Map Section という信
号形式で伝送されます。
2
8
3
PID
111
13
4
8
3
PID
13
1
1
8xN
記述子領域
111
12
ES情報長
エレメンタリー
ID
5
記述子領域
PCR
ストリーム
図3
2
16
番組情報長
最終
セクション
番号
セクション
番号
8
11
12
111
カレント
ネクスト
指示
1
ID
バージョン
番号
1
11
プログラム番号
8
0
)
1
サ(ービス
0x02
セクシションシ
ンタスク指示
テーブル
ID
セ
ク
シ
ョ
ン
長
CRC
2
111
4
PMT のセクション構造
12
8xN
32
枠内の数字はフィールドの値
枠下の数字はフィールドのビット長
PMT を伝送する PID は、PAT で指示されます。
PMT は、単一のセクションで構成され、セクションの長さの最大値は
1024 バイトです。
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・
CAT(Conditional Access Table)
CAT は、CAS(Conditional Access System;限定受信システム)で使
用される EMM(Entitlemet Management Message;個別情報)等の PID
を指示するために使用されるテーブルで、Conditional Access Section と
いう信号形式で伝送されます。CAT を伝送する PID は 0x0001 の固定
値です。なお、CAS の ECM(Entitlemet Control Message ; 共通情報)
は、通常は PMT から指定します。
・
NIT(Network Information Table)
NIT は、その TS が伝送されているチャンネルの物理的パラメータ(周
波数、変調パラメータなど)を示すテーブルで、Network Information
Section
という信号形式で伝送されます。NIT を伝送する PID は PAT
で指示しますが、その値は 0x0010 に固定値されています。
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