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こうごつつの
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1 資料情報通信審議会情報通信技術分科会放送システム委員会報告の概要放送システムに関する技術的条件のうちデジタル混信等の難視対策のためのギャップフィラーに関する技術的条件平成 20 年 1 月 31 日放送システム委員会

2 1-1. ギャップフィラーとは山間部など辺地となっている区域地下街などの遮蔽空間ビル等の建造物の陰による難視区域に適用される比較的小規模な構成の無線設備規制緩和された技術基準が適用された無線設備であるため経済性に優れ放送事業者又はそれ以外の者 ( 市町村共聴組合等 ) がスポット的に置局することが可能地上デジタル放送の受信アンテナギャップフィラーのイメージヘッドエンド部有線伝送路 ( 光ファイバ等 ) 送信部電柱等 B 社の製品 A 社の製品 B 社の製品 A 社の製品幅 : 約 31cm 幅 : 約 50cm 幅 : 約 33cm 幅 : 約 30cm 1

3 1-2. ギャプフィラーの基本構成 ( 基本構成分離非分離の別 ) 部受信アンテナ受信アンテナ部送信部 10m 程度ヘッドエンド部分離ケーブル同軸ケーブル又は光ケーブル送信部数百 m~ 数十 km 程度ヘッドエンド部伝送線 ( 光または同軸ケーブル ) 受信部と送信部の非分離構成送信部と受信部をほぼ同じ場所に設置する方法設置は比較的簡便である ( 主に建造物遮へい難視対策に用いられるタイプ ) 受信点分離の機器構成送信場所においては良好な信号品質の放送波を受信することができない場合に送信部と受信部を分離して設置する方法 ( 主にデジタル混信対策に用いられるタイプ ) 2

4 1-3. 地上デジタル放送の中継局に関する技術的条件に基づいたギャップフィラー地上デジタルテレビジョン放送の普及推進のためその中継局に関し無線設備の市場性や経済性を考慮して合理的な技術基準の導入の必要性について検討放送局として一律の技術基準が適用されていた旧制度について新たに中継局を定義して周波数許容偏差空中線電力許容偏差スペクトルマスクに関して技術基準が緩和されたカテゴリの導入を提言特に電波伝搬の特性上閉鎖的でありかつ狭小な区域を対象とし極微小電力 (0.05W 以下 ) で送信する中継局について極微小電力局極微小電力局と定義して経済性に優れた小規模な無線設備を通常の中継局と区別して観念することを提言情報通信審議会一部答申 ( 平成 19 年 1 月 24 日 ) 制度化の状況平成 18 年 9 月 28 日情報通信審議会への諮問平成 19 年 1 月 24 日情報通信審議会一部答申 5 月 9 日地上デジタル放送における中継局極微小電力局の技術基準の技術基準の施行 8 月 22 日無線局免許に係る審査規定に関するパブコメ開始 (~9 月 21 日 ) 10 月 23 日山間辺地等において受信障害対策中継放送としてギャップフィラーを設置する場合の制度スタート 12 月 6 日地上デジタル放送の難視聴解消のための免許申請の手引きの公表 3

5 1-4. 検討の範囲ニーズ 2011 年 7 月 24 日の地上デジタル放送への完全移行に向けて 1 建造物などの人為的要因により受信障害が発生している地域及び 2デジタル混信により受信障害が発生している地域等において極微小電力局の技術基準を用いたギャップフィラーの設置の必要性の高まり現状極微小電力局 ( ギャップフィラー ) の技術基準電波伝搬の特性上閉鎖的でありかつ狭小な区域を対象としており山間辺地や地下街等の遮へい空間のみに適用可能 ( 都市部のデジタル混信対策用には使用不可 ) 建造物に遮へいされることにより生ずる受信障害対策用も技術基準の対象外審議事項極微小電力局の技術基準の適用範囲の拡大に向けた検討ギャップフィラーの適用地域のモデル化 4

6 2-1. デジタル混信の定義同一チャンネル混信とは B 社 xch 同一チャンネルを異なる送信所で使用する場合において一方のデジタル電波が与干渉波となり混信する状態である A 社 xch デジタル放送エリア他の中継局の電波 ( 別のプログラム ) 同一チャンネル混信エリア SFN SFN 混信とは混信とは A 社 xch デジタル放送の特徴である SFN ネットワークを構成した放送事業者の中継局同士において一方の中継局の放送波が他方に対して遅延して到達した場合に起きる現象 ( デジタル放送はマルチパスに強い方式であるが SFN を組むためには所定の遅延時間内に収まることが必要 ) A 社 xch デジタル放送エリア遅延波他の中継局の電波 ( 同一のプログラム ) SFN 混信エリア SFN:Single Frequency Network( 単一周波数ネットワーク ) 5

7 2-2. デジタル混信対策用ギャップフィラーの動作原理 10 0 逆バスタブ特性 ( この曲線に混信波が収まれば受信が可能となる ) 混信による難視 [ 受信不能 ] 主波 ( 希望波 ) に対して混信波が逆バスタブ特性の上限を超えて到達しており混信状態にあるフィールドでの実証実験における実測値に基づく模式図受信機入力の信号品質 ( 受信可能 ) 相対レベル (db) 遅延時間 (us) 10 0 エリア内直接主波エリア内直接混信波ギャップフィラーの送信相対レベル (db) エリア内直接主波ギャップフィラー主波エリア内直接混信波ギャップフィラー残留混信波相対レベル (db) ギャップフィラー主波遅延時間 (us) -40 ギャップフィラー残留混信波遅延時間 (us) 偏波面を直交させる効果混信波の電力の曲線に対する割合の合計が 1 未満であれば受信が可能になる ( 同一チャンネル混信の場合の混信波も同様に扱ってよい ) デジタル混信が発生している地域での混信波に対して偏波面効果をもたせたギャップフィラーからの送信波を重畳することで DU 比 ( 目的波と混信波の電界強度の対数比 ) を回復させ混信状態を解消することが可能であることを実証実験で確認 6

8 GF置2-3. 建造物遮へい難視の定義とギャップフィラーによる対策建造物遮へい難視とは特定又は複数の建造物により電波が遮へいされて発生する受信障害デジタル放送の受信に必要な電波強度が確保できず受信障害となる場合とマルチパスに伴う受信信号品質劣化によって受信不能となる場合があるギャップフィラーによる送信難視難視良視良視遮へい障害局建造物遮へい難視が発生している地域において偏波面効果をもたせたギャップフィラーからの受信障害エリアに向けて放送波を送信ギャプフィラーによる CN 比又は DU 比の改善遮へい障害の改善ギャップフィラーによる対策送信波を重畳することで DU 比を回復させ難視状態を解消することが可能 7

9 2-4. デジタル混信対策用及び建造物遮へい難視対策用ギャプフィラーの技術的条件ギャップフィラーの技術的条件として既存の極微小電力局の技術的条件を用いることが適当偏波面について上位局の偏波面と直交させることを原則化 1 周波数許容偏差原則として SFN 運用するため当該ギャップフィラーの絶対的な許容偏差を満足した上で SFN 局間相互の相対的な偏差を10Hz 以内とする 2 空中線電力許容偏差上位局と直交偏波とすることにより偏波面効果が得られ ±50% の変動があっても大きな影響を与えるとは考え難い 3スペクトルマスク帯域外ふく射を規定するものであり他の地上デジタル放送局に係る条件と同様の基準を適用することが適当以上より極微小電力局に係る技術的条件と同じ条件極微小電力局に係る技術的条件と同じ条件とすることが適当 4 偏波面ギャップフィラーの偏波面はサービスエリアを確保しつつ他への与干渉 ( 二次的な障害 ) を最小限に止めるため上位局と直交偏波とすることを原則上位局と直交偏波とすることを原則とする 8

10 3-1. ギャップフィラー設置による二次的な障害 1 ( デジタル混信の場合 ) 二次的な障害のメカニズム上位局の電波を辛うじて受信できる環境である場合はギャップフィラーの電波によって二次的な障害が発生するおそれがある二次的な障害の発生が懸念される地域 GF 電界 =50~60dBμV/m 良視地域上位局波混信による難視地域 GF 置局 ( 上位局波の電界強度 : 60dBμV/m) GF 電界 =60~70dBμV/m GF 電界 =70~80dBμV/m GF 電界 =80dBμV/m 以上ギャップフィラー混信波 ( 上位局波の電界強度 : 60dBμV/m) 上位局波二次的な障害発生の模式図混信波ギャップフィラーの電界相対レベル (db) 主波混信波遅延時間 (us) 上位局を正常に受信 ( 主波以外の電波の逆バスタブ特性曲線に対する割合の総和が 1 未満 ) GF 置局 (DU 比 2dB) 小さい楕円の斜線領域の到来電波相対レベル (db) 主波ギャップフィラー主波混信波ギャップフィラー残留混信波遅延時間 (us) 二次的な障害が発生 ( 主波以外の電波の逆バスタブ特性曲線に対する割合の総和が 1 以上 ) 混信による難視地域の周辺では良視の受信者が存在する場合があるそこではギャップフィラーの電波が受信アンテナの偏波と指向性の効果により15dB 程度低下しその結果上位局波とのDU 比が0dB 付近となり二次的な障害の発生が懸念される ( 上記二次的な障害発生の模式図の右図中の小さい楕円の斜線領域 ) 小さい楕円の斜線領域より外れた場所ではギャップフィラーの電波か上位局の電波のどちらかの電界強度が高くなるためその電波を受信すれば障害とはならない 9

11 F置局3-2. ギャップフィラー設置による二次的な障害 2 ( 建造物遮へいの場合 ) 二次的な障害のメカニズム左図のような建造物による受信障害に対して右図のようにギャップフィラーを設置した場合上位局の電波を直接受信で視聴していたところにギャップフィラーの信号が混入しこれが原因で受信信号品質の低下を招いて二次的な障害が発生するおそれがあるギャップフィラーによる送信与干渉の影響 ( 別の場所にギャップフィラーとの干渉劣化が発生する可能性は残る ) 遮へい障害建造物遮へいによる受信障害の発生ギャップフィラーによる改善と二次的な障害の発生G遮へい障害の改善良好な受信世帯にもギャップフィラーの信号が到達するのでそれが与干渉となって悪影響を及ぼす可能性もある 10

12 3-3. ギャップフィラー設置による二次的な障害 3 ( 対応策 ) 二次的な障害の防止策 1 ギャップフィラーのカバーエリアの最小限化による不要な飛び出しの抑制 (( できるだけ低い位置から送信して伝搬距離を抑える手法 (( 低地送信低地送信 )) も有効も有効 )) 2 偏波面を上位局と変えることにより上位局受信者の受信アンテナへの影響を軽減 (( 偏波面効果の利用偏波面効果の利用 )) 3 ギャップフィラーの送信信号品質の確保 4 受信相談等の対応受信相談等の対応二次的な障害が発生した場合の対応策 1 受信アンテナの変更工事 ( 垂直偏波かつギャップフィ ( ラー方向に変更ラー方向に変更 ) を実施 ) を実施 2 受信相談等の対応受信相談等の対応受信相談対応の例 : ギャップフィラーの設置者はギャップフィラーの必要性や二次的な障害が発生する可能性について当該エリアの世帯に対しポスティング等の手段による事前告知受信者からの相談窓口を設けるなどの方法による対応を行う 11

13 4. 答申 ( 案 ) 諮問第 2023 号放送システムに関する技術的条件のうちデジタル混信等の難視対策のためのギャップフィラーに関する技術的条件周波数許容偏差空中線電力許容偏差送信スペクトルマスク及び偏波面現行の極微小電力局に係る技術的条件と同じ条件とすることが適当であるなお偏波面についてはギャップフィラーにより発生するおそれのある二次的な受信障害を抑制するため当該ギャップフィラーを設置するエリアにおける上位局の電波と直交させることを原則とする置局に際しての条件ギャップフィラーの置局によって二次的な受信障害が発生するおそれがあるとき又は発生したときは免許人は必要な対策を行うこととする測定法周波数の偏差空中線電力の偏差スペクトルマスク等必要な試験項目の測定法を明示した 12

14 5-1. ギャップフィラーの適用地域のモデル化 (1/5) ギャップフィラーは多様な用途や利用シーン創意工夫に基づく様々な設置方法が考えられることから報告においてはそれらについて整理して分かりやすく示すこととした図 A~ ~ 図 C : ギャップフィラーを適用することができる地域や用途 ( 昨年 1 月の答申を受けた制度改正により設置可能なもの ) 図 D,, 図 E : ギャップフィラーを適用することができる地域や用途 ( 今般の検討に係るもの ) 図 F~ ~ 図 L : ギャップフィラーを設置する場合の形態モデル ( 代表例 ) 1 地下街 : 受信障害エリア凡例 : ギャップフィラーカバーエリアギャップフィラー本体図 A 山間地等自然的要因により受信障害が発生している地域 2 地下駐車場図 B 地下街等の電波が遮へいされることにより受信障害が発生している空間 13

15 5-2. ギャップフィラーの適用地域のモデル化 (2/5) 受信アンテナ丘陵の陰 1 丘陵により受信障害が発生している地域 1 単体のビルや橋梁等により受信障害が発生している地域受信アンテナ窪地で見通し外 2 窪地や川沿いで受信障害が発生している地域 2 複数の建造物による複合的な都市減衰により受信障害が発生している地域図 C 丘陵や窪地等の自然的要因により受信障害が発生している地域図 D 建造物等人為的要因により受信障害が発生している地域 14

16 5-3. ギャップフィラーの適用地域のモデル化 (3/5) B 社 xch A 社 xch デジタル放送エリア他の中継局の電波 ( 別プログラム ) 受信アンテナ DD 混信エリア干渉波 ( 同一チャンネル別プログラム ) による混信ギャップフィラー本体ギャップフィラー本体 1 同一チャンネル混信により受信障害が発生している地域受信箇所と送信箇所が同一図 F システム全体を一の者が設置するパターン ( 受信点は非分離構成 ) A 社 xch デジタル放送エリア遅延波受信アンテナ A 社 xch 他の中継局の電波 ( 同一プログラム ) 受信装置 SFN 難視エリア遅延波 ( 同一チャンネル同一プログラム ) による混信有線伝送路 ( 光ファイバ等 ) ギャップフィラー本体ギャップフィラー本体 2SFN 混信により受信障害が発生している地域図 E デジタル混信により受信障害が発生している地域受信箇所と送信箇所が離れている図 G システム全体を一の者が設置するパターン ( 受信点は分離構成 ) 15

17 5-4. ギャップフィラーの適用地域のモデル化 (4/5) 受信アンテナ学校図書館受信アンテナ地域公共ネットワーク等設備分界点市役所ギャップフィラー本体病院図 H システム全体を一の者が設置するパターン ( 多段接続する構成 ) 図 J 受信点は別の者が設置するパターン ( 地域公共ネットワークや公共施設管理用の光ファイバ活用型 ) :FWA 等自営系の無線設備受信アンテナ受信アンテナギャップフィラー本体 CATV センター有線伝送路 ( 光ファイバ等 ) 設備分界点ギャップフィラー本体図 I 受信点は別の者が設置するパターン ( ケーブルテレビの伝送網活用型 ) 図 K 受信点は別の者が設置するパターン (FWA 等の自営系の無線を用いて伝送するもの ) 上位局と SFN を構成してギャップフィラーを設置する場合は伝送路を用いることで発生する放送波の遅延による SFN 破綻等に注意して設置する必要がある 16

18 5-5. ギャップフィラーの適用地域のモデル化 (5/5) 受信アンテナ電気通信事業者の伝送網設備分界点図 L 受信点は別の者が設置するパターン ( 電気通信事業者の伝送網活用型 ) 17

19 ( 参考 1) 放送局に関する技術基準アナログ放送放送局 (= 親局 ) 周波数を変換して再発射する放送局 (= 中継局 ) 0.1W 超 0.1W 以下 : 昨年 1 月の答申を受けた制度改正によって新たに設けた基準周波数許容偏差 500Hz 3kHz 40kHz( 注 1) 空中線電力許容偏差 +10% / -20% +50% / -50%( 注 1) ( 注 1) 電波伝搬の特性上閉鎖的でありかつ狭小な区域を対象とする放送局に限るデジタル放送極微小電力局放送局他の放送局の放送番組を中継する方法のみによる放送を行う放送局 ( 上位局がある局 ) ( 上位局がない局 ) 0.5W 超 0.05W 超 ~0.5W 以下 0.05W 以下周波数許容偏差 ( 注 3) 500Hz ( 注 2) 3kHz 10kHz 20kHz( 注 1) 空中線電力許容偏差 +10% / -20% +20% / -20%( 注 4) +50% / -50%( 注 1) ( 注 2) SFN 運用する場合は上位局がない局にあっては1Hzとする ( 注 3) SFN 運用の関係にある局間は上表に示す各々の許容偏差を満足した上で局間相互の相対偏差が10Hz 以内であるものとする ( 注 4) 複数波同時増幅を行う送信設備に限る 2.5W 超 0.25W 超 ~2.5W 以下 0.25W 0.025W 超 ~0.25W 未満 0.025W 以下スペクトルマスク 50dB マスクに対応 50dB マスクと 40dB マスクの中間に対応 ( 注 5) 40dB マスクに対応 ( 注 5) 40dB マスクと 30dB マスクの中間に対応 ( 注 6) 30dB マスクに対応 ( 注 6) ( 注 5) 自局の放送区域内において隣接チャネル番号に対応する周波数が自局の実効輻射電力の 10 倍未満のアナログ放送に使用されない場合に限る ( 注 6) 自局の放送区域内において隣接チャネル番号に対応する周波数がアナログ放送に使用されない場合に限る 18

20 ( 参考 2) 逆バスタブ特性下図の富士山型の曲線 ( 緑線 ) を逆バスタブ特性というこの特性は受信機が許容できる遅延波の最大値を示すものでありこのマスクよりレベルの大きい遅延波が存在する場合は受信不能となる受信機は各遅延波がこのマスクを超えることがないようにFFTウィンドウを適切に設定することになるがマスク値に近い大きさの遅延波が複数存在する場合には個々の遅延波がマスク内に収まったとしても受信可能になるとは限らない 126us GI 超マスク特性主波不良電力 Tm GI 超波 t=-tm GI 内波 GI 超波 t=0 t=126-tm 遅延時間到来波と FFT ウィンドウの関係マスクとの余裕状況を表す指標として各遅延波とマスクとのdB 差分を不良電力と定義するこの不良電力 (PdB ) が0dB 以上となる場合は遅延波がマスク値を超えていることになるため受信不能となるまた各遅延波に対する不良電力の総和が0dB 以上となる場合は遅延波総体がマスクを超えているものとみなせるしたがって各遅延波について不良電力を求めそれらを総和したもの (P und ) が最小となるようなマスク位置 ( すなわち FFTウィンドウ位置 ) を最適位置とすることにするすなわち PdB P und k = = UdB k 10 k MaskdB PdBk 10 ( DL ) k 最小化 ( db表記 ) 送信局の設計検討ではエリア内の各受信地点について上記 (1) 式に従って受信機の FFT ウィンドウ位置が設定されるものとして送信局パラメータの最適化を行うものとする (1) 19

21 ( 参考 3) 放送システム委員会構成員 ( 主査 ) 伊東晋東京理科大学理工学部教授 ( 主査代理 ) 都竹愛一郎名城大学理工学部教授相澤彰子井家上哲史小川博世甲藤二郎小林哲佐藤明雄高田潤一野田勉山田孝子国立情報学研究所情報学資源研究センター教授明治大学理工学部教授独立行政法人情報通信研究機構新世代ワイヤレス研究センター長早稲田大学理工学部教授社団法人電波産業会常務理事東京工科大学コンピュータサイエンス学部教授東京工業大学大学院理工学研究科教授日本ケーブルラボ部会担当部長関西学院大学総合政策学部教授 20

<4D F736F F F696E74202D208E9197BF322D338C9F93A289EF82C98CFC82AF82C48A F18D DC58F4989FC816A>

<4D F736F F F696E74202D208E9197BF322D338C9F93A289EF82C98CFC82AF82C48A F18D DC58F4989FC816A> 資料 2-3 実験概要報告 ( 案 ) 共聴 / ケーブル地域におけるワンセグのあり方に関する検討会作業部会目次 1 技術試験の概要 2 送信設備の特長と諸元 3 測定系統 4 実験結果 4-1. 結果概要 4-2. ギャップフィラー方式の結果 4-3. ワンセグ切り出し方式の結果 4-4. ワンセグ連結方式の結果 -1- 1 技術試験の概要技術試験の目的地上デジタルテレビ放送を電波ではなく有線共聴施設またはケーブルテレビ施設により視聴する地域は

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