平成１５年度情報システム工学序論

Inside of the Black Box

情報システム工学科１年学籍番号０３１１３００３５６

７月１８日

　　　　　　　　　　　月脚博文

携帯電話と PHS

・普段何気なく使ってる携帯電話について　中の構造がどうなってるか知りたかった。・携帯電話と PHS では、何が違うのか。・会社の違いによって何が違うのか

携帯電話と PHS を選んだ理由

目的

• 携帯電話の通信方式。• 携帯電話内部の構造• 携帯電話と PHS の違いを調べる

対象とした製品

・　 PHS　　　エッジ PASCAL 『 J80 』　三洋製

・　携帯電話　　　 au 　　 cdmaOne　　　『 C309H 』　日立製

上が基盤を表側で、下が基盤を裏側です。

携帯電話内部

QUALCOMMIC チップ　『 MSM3100 』

QUALCOMMIC チップ　『 PM1000 』

YAMAHA音源 LSI 　 SMAF 『 MA-1 』

マイク

携帯電話内部の仕組み

携帯電話のアンテナフロントエンド部における回路図

携帯電話の通信方式

1.FDMA 方式（第 1 世代　応用例 : アナログ携帯電話）　周波数帯，という土管の中を「スロット」という線が何本も走っていて，それをつかんで通話する。話している間はつかみっぱなし。 2. TDMA 方式（第 2 世代　応用例： NTT ドコモ方式のデジタル携帯電話方式 PDC ）　周波数帯の中の土管をつかんで通話するのは FDMA と同じ。ただしこれまで 1 人が（通話している 1 組が）占有していた「スロット」を， 1 秒の何百分の 1 ，というタイミングで数人（数組）で共用できるようにした。 PDC の場合だと，現在 1 つのスロットを 1000 分の 40 秒ごとに切り替えて 6 人で使っている。 3. CDMA 方式 (Code Division Multiple Access) （ 2.5 ～第 3 世代）　土管の中の「スロット」時間で分割するのではなくて，沢山の人の通話しているデータを圧縮・分解して ID 番号を付けた上で重ねて（混ぜて）飛ばしている。だから，電話機はほかの人のためのブロックと自分のためのブロックを判別して必要な分だけを選別して音声を再生する。これまでは沢山の人が話すには周波数帯を広く確保していくしかなかったが， CDMA では高度なデジタル技術で， 1 つの電波幅でたくさんの人間が同時に通話できるようになった。

携帯電話と基地局

携帯電話どうしの通話

• 携帯の中に 3 つの受信機が内蔵されているので、、最大 3 つの基地局から電波を同時に受信できる。そのため、端末が移動して、ある1 つの基地局のカバー範囲から外れても、他の基地局との間で通信を維持できるので、通信が途切れにくい。

• つながりやすい • 音声品質が良い • 国際ローミングに対応している

cdmaOne の特徴

携帯電話 (PDC) と PHS の主な違い

 PDC（） PHS

基地局のサービスエリア半径 500m ～数 Km( 概ね 10Km 以上を想定 100m ～ 500m

使用周波数帯 800MHz 帯及び 1.5GHz 帯 1.9GHz 帯

基地局の出力 0.5W ～ 30W 20mW ～ 500mW

端末機の出力 0.8W 10mW

システムの開発経緯 従来からある自動車・携帯電話の発展型 家庭用デジタル・コードレスホンの発展型

音声コーデック V-SELP/PSI-CELP 他 32Kbps ADPCM

多重方式1RF/6 or 3 TDMA/FDD 1 フレーム 20ms/1 スロット 6ms ( フルレート )

1RF/8 TDMA/TDD(多重数 4) 1 フレーム 5ms/ 1 スロット 625μs

課金単位 ( 代表値 ) いずれも一般加入への通話 26 sec/\10 一通話 \10+1min/\10

有線系インフラ 専用網と関門局等により構成 ISDN 網に依存（一部アナログ）

ハンドオーバーの制限なし 徒歩～新幹線程度のスピード でも可

収容 MA が違うとダメ （ある程度は跨げるが切断しやすい） 原則として徒歩～ 40Km 以下に限定される

その他 適応等化（オプション） ダイバーシティー（オプション） 適応等化なし

基地局コスト 一般的に 1億以上 数百万くらい

感想

• 携帯電話、内部を見て基盤の小ささ、　　 IC チップの多さに驚いた。

• 携帯電話と PHS は実は別々のところから発展してきたということを知って驚いた。

参考資料• QUALCOMM 社　　　　　　　　　　 http://www.qualcomm.com/

• 携帯電話と PHS 　～今効く、その違いと比較～

　　　 http://www.interq.or.jp/blue/rhf333/K-phs.htm

• もばいるのつくりかた　　　 http://www.zdnet.co.jp/mobile/rensai/howtomake/12/

• ケータイ電波はどこにある　　　 http://ktai-denjiha.boo.jp/ktai_system/index.html

• 携帯電話と PHS　　http://www007.upp.so-net.ne.jp/katsumi/k-tai/k-　tai.html