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1 Ⓒ増田 2018 流通経済大学 通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎 1.移動体(モバイル)通信とは (1)移動体通信とは 動く(移動する)端末 がネットワークを介して情報のやり取り を行う方式。 ・端末は人が携帯したり、動くもの(車両など)に搭載されたり。 (2)システムの特徴 ・端末とネットワークの接続には無線(電波) が用いられる。その やり取りにアンテナが利用される。 基地局 移動体通信網 移動局(携帯端末)

1.移動体(モバイル)通信とは...通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎 流通経済大学 増田2018 1 1.移動体(モバイル)通信とは

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1Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

1.移動体(モバイル)通信とは

(1)移動体通信とは

・動く(移動する)端末がネットワークを介して情報のやり取り

を行う方式。

・端末は人が携帯したり、動くもの(車両など)に搭載されたり。

(2)システムの特徴

・端末とネットワークの接続には無線(電波)が用いられる。その

やり取りにアンテナが利用される。

基地局

移動体通信網

移動局(携帯端末)

2Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

http://www.a2a.jp/resources/mobile_phone.pdf

※ 基地局のアンテナの例

3Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

※ 何種類のアンテナが入っている?

GPS衛星日本でも

海外でも

ファーストフード店など

テレビ局

携帯機器

携帯・スマホ

電話番号の交換

買い物も

自分の場所もカンタンに TVの視聴

簡単にネット利用

3G(第3世代)

GSM携帯

WI-Fi(無線LAN)

ワンセグ

近距離通信(Buetooth)

GPS

LTE(3.9世代)

おサイフ(FeliCa)

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2.我が国の周波数帯ごとの主な用途

5Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

※ 我が国の周波数帯ごとの電波の特徴

6Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

3.携帯電話の発展経緯(1/2)

(1)最初は自動車電話。改良されて

携帯電話へ

1946年 米で世界初の自動車電話サービス

1979年 日本初の自動車電話サービス

(2)アナログ方式(800M*)から

ディジタル方式(800M、1.5G、1.7G、

2GHz帯)へ、さらに700M、900M

なども追加されて、現在に至る

1985年~ アナログ方式(ショルダーホン) ※2000年にはサービス終了

1992年~ ディジタル方式(PDC方式,800M&1.5GHz帯) 注)Personal Digital Cellular

1997年~ ディジタル方式(cdmaOne,800MHz帯)

2001年~ マルチメディア方式(W-CDMA/cdma2000、2GHz帯など)

*)HICAP方式(NTT): High capacity

TACS方式(モトローラ):Total Access

Communication System

7Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

4.携帯電話の発展経緯(2/2)

http://www.soumu.go.jp/main_content/000323941.pdf

8Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

携帯電話の周波数帯 – Wikipedia (2018.5.8)WCP:Wireless City Planning(ソフトバンクグループ傘下の通信事業者)AXGP:Advanced eXtended Global Platform

5.携帯電話の周波数帯(日本)

9Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

●MOVA:-(movableの最初の4文字)

●IMT:International Mobile Telecommunication

●CDMA:Code Division Multiple Access

●FOMA:Freedom Of Mobile multimedia Access

●HSPA:High Speed Packet Access

●EV-DO:Evolution Data Only

●HSDPA:High Speed Downlink Packet Access

●LTE:Long Term Evolution

●UMB:Ultra Mobile Broadband

※略語のフルスペル

10Ⓒ増田 2018流通経済大学

6.ブロードバンド契約数の推移

通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

11Ⓒ増田 2018流通経済大学

7.5G

http://image.itmedia.co.jp/l/im/mobile/articles/1512/09/l_st_5g-12.jpg

第5世代移動通信システム

H28情報通信白書

★2020年までに実現したい

通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

12Ⓒ増田 2018流通経済大学

8.V2X(Vehicle to Everything)

V2P

V2NV2V

V2I

基地局

コネクテッドカー

信号機

セルラー方式(4G、5G等の回線)

http://tech.nikkeibp.co.jp/it/atcl/news/17/011202946/

ドコモや日産など、6社協同で2018年内に実験予定

通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

13Ⓒ増田 2018流通経済大学

9.Connected car

つながるクルマ

出典:総務省

通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

14Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

10.携帯電話サービスにおけるアンテナ設置方法

❒無線ゾーン方式:サービスエリア(営業範囲)をカバーする方式

①1つのアンテナでカバー==>大ゾーン方式

②複数のアンテナでカバー==>小ゾーン方式(またはセル方式、セルラー)

制御装置

サービスエリア

【大ゾーン方式】

基地局

大ゾーン

制御装置

サービスエリア

【小ゾーン方式(セルラー)】

小ゾーン

基地局

携帯電話ではこちら

(理由:周波数の有効利用)

15Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

❐周波数の有効活用(即ち、隣接しなければ、同じ周波数帯を同時に利用できる)を図る仕組み

11.なぜ、小ゾーン方式?

基地局

制御装置

制御装置

交換網(有線網)

基地局

無線ゾーン(小ゾーン:セル)

移動局(携帯端末)

f1

f1

f2

f1f2

f2f3

サービスエリア(位置登録の単位)

7つのエリアで同時通話できるようにするために、3種の異なる周波数があれば足りる。

16Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

12.更に、周波数の使用効率を上げるために

❒同一周波数帯を複数チャネルに分割し、同時使用できるように

する技術①FDMA(Frequency Division MA)・周波数分割多元接続・アナログ、第1世代②TDMA(Time Division MA)・時分割多元接続・ディジタル、第2世代③CDMA(Code Division MA)・符号分割多元接続・マルチメディア、第3、3.5世代④OFDMA(Orthogonal Frequency

Division Multiple Access)・直交周波数分割多元接続・モバイルWiMAX、XGP、LTE

多元接続方式(MA)

Multiple Access

・高品質化

・ブロード

バンド化

17Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

13.チャネルの多重化のイメージ

■電波を周波数と時間で、細かく分割し、ミリ秒単位で再配分を繰り返す。無線品質の劣化を回避可能。

http://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/1005/13/news092.html

18Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

14.FDMA(周波数の違いで分ける)

❒方式概要 与えられた周波数帯を、より狭い(12.5KHzの)複数の周波数帯に

分割し、それぞれをチャネル1、2、・・・nとして用いる。

分割された周波数帯が異なるため、同時に通信できる

❒特徴

ハンドオーバ時の周波数の切り替えに時間がかかる。

→小ゾーンでは、途切れやすい

→第1世代(アナログ方式)の自動車・携帯電話で使用

19Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

15.TDMA(時間帯の違いで分ける)

❒特徴

ディジタル回路のため、回路は簡単、装置小型化可。

→第2世代(ディジタル方式)の携帯電話、PHSで使用。

❒方式概要 同じ周波数帯の中に、時間位置を変えた複数のチャネル(1、

2、3)を設けるようにしたもの。時分割多重方式と同じ考え方。

分割された時間帯が異なるため、みかけ上、同時に通信できる

20Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第5回180511 モバイル・ワイヤレス通信の基礎

16.CDMA(変換符号の違いで分ける)

❒方式概要 チャネル毎に異なる拡散符号を使用し、周波数帯域の広い(1.25M

~20MHz)信号に変換。異なる拡散符号で処理した信号は、重ねて同時に送れる。

異なる符号で変換されているため、同時に通信しても混同しない

❒特徴

帯域が広いため、チャネル伝送容量大。

→主に、第3、3.5世代の携帯で使用

W-CDMA:ドコモ,ボーダフォン、エリクソン(スウェーデン)、ノキア(フィンランド)

cdma2000:KDDI、北米(クアルコム、モトローラ)