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| 「移動体通信の動向」 携帯電話やPHS(Peasonal Handy Phone System)などで代表される移動体通信(Mobile Communications：モバイル通信またはモービル通信)は、高度情報化社会には必要不可欠な通信手段となっている。有線の固定電話機の台数よりも携帯電話やPHSの保有台数の方が格段に増加していることが何よりの証拠である。インターネットの普及と共に、どんな場所からでも好きな時に通信が出来るモバイル通信は、ますます重要なものとなってきている。 ＩＴＵ（International Telecommunication Union：国際電気通信連合）はＩＭＴ−２０００を勧告し、ディジタル回線などを通して移動体通信を統合化する方針でいる。すなわち、電磁波（電波)を使って情報（音声/Voice、画像/Image、データ/Data)を伝送する方式を統一化して扱うことになるのである。私たちは、今後、「いつでも、どこからでも、だれにでも」簡単に情報を送信することが出来るようになる。ここでは、移動体通信の概要について簡単に述べてみたい。 |
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| 「移動体通信の種類」 ・携帯電話やPHS・コードレス電話・衛星携帯電話などやポケットベル ・自動車電話や列車電話・船舶電話や航空機電話 ・タクシー、宅配便など旅客業、運送業等の業務無線 ・海上通信や航空無線や警察、軍用の移動通信およびアマチュア無線など ・通信衛星や放送衛星などの衛星通信系 ・その他、移動する物体が電波を伝送媒体として使用するもの |
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| 「モバイルの最新技術」 １．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース） エリクソン(Ericsson)社，ＩＢＭ社、Intel社、Nokia社、東芝の５社が中心となって提唱しているショートレンジ無線通信（2.4GHz帯）のためのインターフェースの規格。携帯電話とパソコン、ディジタルカメラなどやパソコン周辺機器（モデム、ルーター、プリンタ、キーボード、デスプレイ等）を無線回線で結び、モバイル・マルチメディア環境を実現する。これからは、家庭内での利用が期待されている。 すなわち、家庭内無線LANへの応用や情報機器の自由な配置がケーブル無しで可能となるのである。ISM（Industrial,Science,Medical）用周波数を利用した技術はこれから、益々発展するものと考えられる。この方式は電波を使用するが免許は不要で自由に使うことができる。伝送速度は最大２Mbpsで赤外線と違い、10ｍ以内の距離であれば障害物があっても利用できる。 トランシーバーは0.5平方インチと小型で赤外線を使用したものよりは消費電力が少ない。情報機器間を結ぶ無線通信技術としては他にＨｏｍｅＲＦがある。ＨｏｍｅＲＦは家庭ＬＡＮとして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈはオフィスでの利用を想定している。 |
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| ２．ＷＡＰ（Wireless Application Protocol：無線応用プロトコル） 無線系の端末（ＰＨＳ、携帯電話）を使用してインターネット上の情報を表示させるための通信プロトコル（通信規約）のこと。エリクソン社などがＩＰ化へ意欲的に対応している。NTT（日本電信電話株式会社）では、ｉモードと称して携帯電話を利用してインターネット上にある情報をＨＴＭＬ(Hyper Text Markup Language)により、液晶ディスプレイに表示させている。これからは、カラー画像の表示も含めてますます発展するものと思われる。 |
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| ３．ＩＭＴ２０００ [Ｉnternational Mobile Telecommunication 2000] 国際電気通信連合（ＩＴＵ）が2000年の規格制定を目標に標準化を進めている第三世代移動通信システムで、音声通信（自動車電話、携帯電話、ＰＨＳ、コードレス電話）、無線ＬＡＮ、その他のディジタル通信を全てＩＳＤＮ（ディジタル）回線で統合化して取扱う。移動通信技術として、粗の標準化交渉が国際的に進展してきている。IMT2000 は特に次の４点を目標に開発が進められている。 (1)有線（固定）回線と同等の品質の確保 (2)パーソナル端末までを含む各種端末の提供 (3)国際ローミング (4)衛星通信との共存 このことにより、統一されたマルチメディア移動通信のサービスが期待される。使用場所は住宅地域、オフィスビル、歩行中、飛行機や列車などの交通機関の中などからの使用を想定していて、各使用場所でのインターフェースを標準化する必要がある。ＩＭＴ２０００では、周波数帯として1.9〜2.0GHz(1.919GHz-1.980GHz)帯が予定されている。高品質な動画伝送を実現するためには更なる高速大容量伝送技術（２メガビット）が要求され、必要とする周波数帯域もさらに拡大し周波数資源の不足は深刻になることが予想される。 このため周波数有効利用技術として、高能率符号化、適応変復調、ダイナミックチャネル割当など、あらゆる角度からの検討がなされている。周波数不足を補うために追加する周波数帯として、800MHz帯・5GHz帯が予定されている。ＩＭＴ2000は、世界標準となるよう全世界が同じ規格で参加することを勧告している。 ・1980年代の音声通話を中心としたアナログ方式が第１世代の移動通信方式（１Ｇ：1st Generation） ・現在の携帯電話が採用しているディジタル方式が第２世代（２Ｇ：2nd Generation） ・ＩＭＴ2000が第３世代の移動通信システム（３G：3rd Generation） 日本とヨーロッパからはＮＴＴドコモやＥｒｉｃｓｓｏｎ社が開発したＷ-ＣＤＭＡ方式が提案されている。また、北米からはＱＵＡＬＣＯＭＭ社などを中心にｃｄｍａ2000方式が提案されているがどちらの規格も採用されている。 従来、FPLMTS(Future Public Land Mobile Telecommunication Systems)と呼ばれていたのであるが、２０００年が近づいていることと、発音のし易さや概念の広さなどを考慮して1997年のWARCで改名されたものである。 |
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| ４．ＣＤＭＡ CDMA（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）は、アメリカのQualcomm社により、北米のディジタルセルラー電話の標準方式として提案され、１９９３年７月に米ＴＩＡ（米国電気通信工業会）で採用された方式である。この方式には、 ・有線の固定電話に近い（肉声に近い良質の通話品質）を維持できる ・周波数の有効利用ができる ・設備コストが低い ・高速データ通信に適している などの特徴があり、携帯電話のアクセス方式として使用されている。 CDMA方式では1.25MHzという広帯域無線信号を使用するため、高速データ通信に対して柔軟に対応ができる。つまり、多数のチャネルが同じ周波数を使用するため、比較的容易に高速データ通信に対応できる。また、初期システムにおいては、14.4ｋbpsのデータ伝送速度であったが、最近では64ｋbpsでも伝送が可能となっている。 |
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| ５．Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ ｃｄｍａＯｎｅ ITU（国際電気通信連合）が標準化を進めるIMT-2000に向けて、アメリカのメーカーなどが中心に提案している広帯域CDMA方式。既存のCDMA方式であるcdmaOneを広帯域化する。CDMAと基本的な技術は共通であるが、最高２M/bpsの高速データ通信が可能となる。広帯域CDMAにはこのほかにNTT移動通信網やKDDなどが独自の案で取り組んでいる方式がある。 |
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| ６．ＰＩＡＦＳ（ピアフ） （PHS Internet Access Forum Standard：ＰＨＳによるインターネット・アクセス方式） PHSを使った32kビット/秒の非制限ベアラ伝送によるディジタル・データ伝送方式の業界標準規格。PHSインターネット・アクセス・フォーラムが1996年４月に標準化した。モデムの規格同様、PIAFSに準拠した通信アダプタ間での伝送制御手順（データ伝送時のフレーム・フォーマットや誤り制御方式など）を規定している。ビット誤り率がゼロのときの実効速度は29.2kビット/秒に達し、ディジタル携帯電話の9600bpsの約３倍と高速化されている。PIAFSのパケットは640ビットの固定長で、このうち伝送制御用に56ビット、ユーザー・データは残りの584ビットの領域に格納する。このため、最大実効速度は29.2k ビット/秒となっている。 NTTは、PHSで64kビット/秒のデータ通信を可能にする伝送制御プロトコルを開発した。97年11月末に無線通信の国内標準化団体である社団法人 電波産業会（ARIB：Association of Radio Industries and Businesses）が決めた仕様と組み合わせて使う。無線のPHSでも有線のISDN並みの高速データ通信が可能になる。64kと32kbpsの通信方式では、無線区間で利用する通話チャネルの数などが異なる。しかし、PIAFS対応機器と対向させて３２ｋbpsのデータ通信もできるようにしている。 |
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| ７．ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line） エーディーエスエル （モバイル通信と直接関係ないが） 日本では「非対称型デジタル加入者通信線」と訳されている。これでは何のことか理解に苦しむが、「どうやら高速通信ができる環境らしい」という程度のことは理解できるであろう。 現在、私たちが一般的に利用している電話回線は、宅内に設置された屋内配線の引き込み口とNTTの収容ビル（収容局）の間を2本の銅線（メタルケーブル）によって接続されている。これはアナログ回線でも、ISDNのような128kbpsまでの専用線のいずれも同じケーブルである。これらのサービスの内、アナログ回線（音声通話）では4kHzまでの周波数帯域を利用して、音声信号をやり取りしている。しかし、メタルケーブルはさらに高い周波数の信号を伝送できる能力があるため、これを利用して高速通信を実現しようとしたものがADSLである。 しかし、メタルケーブルによる伝送は距離が長くなったり、周波数が高くなるにつれて信号のロスが大きくなり、伝送速度が遅くなるという特性を持っている。そこで、伝送する距離と信号の周波数をバランスさせることで、現在のADSLの技術が確立されたのである。つまり、ADSLはメタルケーブル上で通常よりも高い周波数まで利用して信号を伝送し、距離を限定することで高速通信を実現していることになる。ちなみに、同様の技術を利用したものとして、SDSL（Symmetric Digital Subscriber Line）、HDSL（Hight bit rate Digital Subscriber Line）などがあり、これらを総称して「xDSL」と呼んでいる。 ADSLが伝送できる距離は規格によって違いはあるが、最大5km程度とされており、約60％の家屋がNTT収容ビルから2km以内に収まる日本では、ADSLに適した環境にあると言える。ただし、ADSLが利用できるのは宅内からNTT収容ビルの間に敷設された回線がメタルケーブルの場合に限られ、光ファイバを経由している場合はADSL接続サービスを利用することができない。最近、光ファイバの普及を前提に建てられたマンションやニュータウンでは、敷地内の引き込み部分が光ファイバ化されている場合がある。この場合、ADSLのサービスは受けられないので注意をようする。 国内では当初、G.992.2（G.lite）規格による1.5Mbpsでのサービスが主流であったが、2001年8月、Yahoo! BBがG.992.1（G.dmt）規格による８Mbpsサービスを開始した。これ以降、2001年9月になってからはG.992.1規格を独自に拡張した12Mbpsのサービスを行う事業者も現れ、伝送速度アップ競争が益々激しくなっている。 【参考】ADSLとISDNが共存できない理由 ADSLを引く場合、ISDNを使っているユーザーは、電話回線をアナログ電話回線に戻すか、ADSL用に別途回線を引く必要がある。「アナログよりも高品質」ということで、ISDNは一時期ブームになった。数万円も出して、高価なTA（ターミナル・アダプター）やルーター、DSUなどをそろえたユーザーも多い。さりとて、ADSLのためにアナログ電話に戻すと、これまで使用していた設備がムダになってしまう。 アナログ電話やISDN、ADSLなどは、同じ電話線を利用する。この電話線にあらかじめ決まった周波数の電気信号を流して通信を行う。ADSLとISDNが共存できない理由は、両者が使っている電気信号の周波数帯が重なっていることにある。 アナログ電話やISDN、ADSLが利用している周波数について ISDNは0〜320kHzの範囲の周波数を用いて音声通話やデータ通信をしている。さらに、320kHzを超えた帯域にノイズが発生しやすい。一方、8MbpsのADSLでは上りの信号（ユーザー宅からNTT局への信号）は25kHz〜138kHzの周波数帯を、下りの信号（NTT局からユーザー宅への信号）は138kHz〜1.1MHzの周波数帯を使っている。 このようにISDNとADSLの両者が使っている信号の周波数帯は重なっており、同時に使うことはできない。しかし、アナログ電話で使っている音声の周波数帯域は0〜4kHzでADSLとは重なっていない。このため、アナログ電話とADSLは、スプリッタを通して1本の電話線で同時に使うことができる。 |
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| ８．ＦＯＭＡ（Freedom Of Mobile multimedia Access） フォーマ ＦＯＭＡは三世代目（IMT-2000：International Mobile Telecommunication 2000準拠)の携帯電話の通信方式でＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access：広帯域符号分割多重接続）を使っている。特徴としてデータ伝送速度が最大2メガビット／秒で特に画像通信に適した方式である。周波数は2ギガヘルツ（2000MHz）帯と800メガヘルツ帯で出力電力が200mW〜250mW（0.2W〜0.25W)で、スペクトラム拡散方式により情報を送信する携帯電話。 日本では、2001年10月にドコモが世界に先駆けてサービスを開始した。第三世代にあたる移動通信方式(ＦＯＭＡ)は、移動中に３８４Kbps、静止状態なら２Mbpsの伝送能力をもち、有線系に匹敵する高速インターネットアクセスやＴＶ電話、映像配信等が可能となった。 また、将来は世界中どこでも使えるようになり、携帯電話のグローバル化が促進されるものと思われる。この発展により、様々な分野で利用機会が増え、必要な情報を、いつでも、どこでも、どこからでも簡単に、収集・選択・発信ができるようになるものと考えられる。 ただ、装置を動作させるための内臓電池の持続時間が55時間程度と短いことが問題となっている。一般の携帯電話は約200時間の待ち受けができることを考えれば、いかにも短く感じる。FOMA方式を制御するためのＣＰＵの消費電流が大き過ぎることに原因があると言われている。これが解決されないのであれば電源容量に心配のない自動車用として使うしか手はないだろう。ＦＯＭＡ方式の携帯電話をより広く普及させるためには画期的な専用低消費電力のCPU開発と高性能電池の開発が強く望まれる。 |
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| ９．ＰＤＡ （Personal Digital Assistance） 個人用の携帯情報端末のこと。手のへらに収まる程度のサイズの電子機器でパソコンの持つ機能の内、いくつかを限定して実装したものである。液晶表示装置や外部との接続端子を搭載し、電池や専用のバッテリーで動作するようになっている。 製造メーカーは、シャープの「ザウルス」、Ａｐｐｌｅ社の「Ｎｅｗｔｏｎ」、カシオの「カシオペア」などがある。 |
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| １０．ＰＤＣ （Personal Digital Cellular） ピーディーシー 日本の携帯電話に使用されているディジタル無線通信方式で800MHzまたは1500MHz帯の周波数を利用している。音声信号の帯域幅はハーフレートで5600bps、フルレートで11200bpsとなっている。また、データ通信の場合の通信速度は9600bpsである。 KDDIグループがｃｄｍａＯｎｅ方式によるサービスを開始するまでは、国内のディジタル携帯電話の全てがこのＰＤＣ方式を採用していた。ＰＨＳよりも一つの基地局がカバーする範囲が大きいので、通話可能範囲が広く、高速で移動中でも通話ができるという特徴がある反面、ＰＨＳよりも音質が悪くデータ通信速度も遅いという欠点がある。 |
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１．短波帯における移動通信 |
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| 地上無線系では、生存艇用非常用位置指示無線標識装置（121.5MHz/243MHz、1600Hzと300Hzのツートーン信号を発射）があり、救難船や捜索する航空機に発見されやすくするためにビーコンを発射して救助を求めるシステムである。 船舶では、中波帯(300kHzから1700kHz)も電信（モールス符号）による通信に使用している。短波帯は、２，４，６，８，１２，１６，２２MHｚ帯で海上移動通信が行われている。電波の型式は、電話（遠洋船舶電話／ＳＳＢ）、電信（モールス符号）などであるが、短波は電離層での反射を利用しているので遠距離通信に用いられている。 沿岸の漁船や遠洋漁業に出るマグロ延縄漁船などでの通信は衛星通信の利用を含め、この周波数帯が盛んに使用されている。公衆通信業務も漁業用海岸局を経由して利用されている。 |
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| ２．超短波帯における移動通信 ＶＨＦ（Very High Frequency：超短波）帯以上が移動体通信の主力となっている。
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| 上の写真は、八重洲無線が製造したＳＳＢトランシーバーの世界的な名機ＦＴ−１０１である。電信による短波帯でのモールス通信は、漁業通信を中心にアマチュア無線および海上保安関係と自衛隊で生き残るだけの状態となってしまった。 通信技術の発展により、高速、大容量の情報伝送が可能なった今、古いモールス符号での情報伝送は不要となってしまった。モールスでの通信はアマチュア無線で楽しむことにしよう。（元船舶通信士） |
