モバイル通信システム（２） 水野

通信の生い立ち（意思伝達の歴史） 飛脚（紀元前2,400年＠エジプト）、鳩 使える五感（聴覚、視覚；口、耳、目） 　　使える五感（聴覚、視覚；口、耳、目） 「文字と記録」　記録文書の輸送 　　飛脚（紀元前2,400年＠エジプト）、鳩 　　　　　・道路整備、駅（宿泊所）整備→軍事、商業 　　　　　・団体毎（協会、大学、肉屋・・・） 　　我が国での飛脚（＠大化の改新） 　　飛脚の発展（＠江戸時代） 　　郵便の発展（明治3年、１８７０年） 視覚、聴覚（狼煙、太鼓）

信号伝達の様々な形態 ・媒体の活用； 煙、光 ・情報の付加； 「長短」、「有無」 ・媒体の変化； 煙、電信・電話、電波 ・媒体の活用；　煙、光 ・情報の付加；　「長短」、「有無」 ・媒体の変化；　煙、電信・電話、電波 ・情報の付加；　「長短」、「変換」、「変調」 ・媒体の変化；　光（ファイバ）、電波 ・情報の付加；　アナログ、ディジタル

通信の基本構成要素 情報源として「電話」を考える ・送受話器； 音の振動を電気信号に変換（マイク） 電気信号を振動に変換して ・送受話器；　音の振動を電気信号に変換（マイク） 　　　　　　　　 電気信号を振動に変換して 　　　　　　　　 音を再現（スピーカ） ・ダイヤル；　通話先を指定 ・交換機（交換手）；　通話相手、通話先交換機を探し 　　　　　　　　通話路を設定する。

通信の成り立ち 信号変換 信号逆変換 通信媒体 情報 情報 ・変調 ・誤り訂正 ・多重化 ・交換 ・TCP/IPヘッダ ・符号化 ・Ａ/Ｄ変換 ・ケーブル ・ファイバ ・電磁波（電波） ・復調 ・誤り訂正、等価 ・分配化 ・アドレッシング ・復号化 ・Ｄ/Ａ変換 無線装置 ネットワーク装置 信号処理装置 もしもし ・符号間干渉 ・装置不完全性による 　信号品質劣化 ・伝播環境 ・干渉 ・遅延 もしもし

ワイヤレス技術を特徴づけるもの 通信媒体 電波が人工物、自然に影響される 空間（地上、宇宙） 共有 通信媒体をいかに有効に使うか 如何に安定化させて使うか

回線性能 通信媒体部分の総合C/Nが重要 メタルケーブル、光ファイバ、電磁波どれも同じ アナログ時代の指標(AM/FM) Ｓ／Ｎ：(Signal/Noise) ディジタル時代(PSK/QPSK) C/N: Carrier per Noise Eb/No: Ｂｉｔエネルギー/雑音 教室の中でマイクを使う理由は？ 天体観測とスモッグ 電車の中で携帯電話の声が 　聞き難いのは何故？

回線性能（回線設計の式） 総合C/N (C/N)-1total = (C/N)-1up + (C/N)-1down C/N = EIRP - Loss + Gant - kTsysB (dB) or C/N = EIRP - Loss + G/T - k - B (dB) k : 1.38 x 10-23 (J/K) または- 198.6 (dBm/K/Hz) これは重要。試験に出します。

チョットその前に デシベルの計算方法を理解しよう 基本は対数計算

練習問題 以下の問題に挑戦 x1がy1(dB), x2がy2(dB), x3がy3(dB)の時 x1*x2*x3 -> dB

回線設計式の各項の物理的意味 C/N = EIRP - Loss + Gant - kTsysB (dB) or 伝搬損失：途中での伝送路損失 　 C/N = EIRP - Loss + Gant - kTsysB (dB) or C/N = EIRP - Loss + G/T - k - B (dB) 受信システム 雑音温度： 受信 アンテナ利得： 送信機出力： Ｘ　または　+ 送信アンテナ利得： これは何でしょう

EIRPの計算例 増幅器やアンテナの性能 送信機の性能 ＥＩＲＰ（＝Ｐｔｘ ＋ Ｇｔｘ （ｄＢ） ） 利得 １０ｄＢ （１０倍） 利得　　　　１０ｄＢ　　（１０倍） 　　　　　　　２３ｄＢ　　（２００倍） 送信機の性能 出力電力　　１Ｗ　　　（０ｄＢＷ） 　　　　　　　　５ｋＷ　　（３７ｄＢＷ） ＥＩＲＰ（＝Ｐｔｘ　＋　Ｇｔｘ　　（ｄＢ）　）

帯域幅 B について このBは通信帯域幅です。一方、雑音としては 等価雑音帯域幅 通信をするには、電気信号を送受信するのでメタルケーブルでも、無線（空間）でもある帯域幅を「排他的」に使用します。 スペクトラム・アナライザ（スペアナ）の図面

スペアナの表示例 中心周波数 信号帯域幅：Ｂ 信号レベル：Ｃ この帯域幅のみが自分のチャンネル 雑音レベル 1,373MHz Start:1,300MHz Stop:1,450MHz

Ｃ/Ｎを求めて見ましょう 中心周波数：1,373MHz 帯域幅： 3MHz C: -38 dBm No: -118 dBm/Hz N = No x B = -118 dBm+64.8 dBHz = -53.2 dBm C = -38dBm C/N = -38 – (-53.2) = 15.2 dB 中心周波数

ＦＤＭＡの表示例 ＦＤＭＡ：４ｃｈ ガードバンド 信号レベル：Ｃ 雑音レベル Start:1,300MHz Stop:1,450MHz

Ｃ/Ｎの式を、（ｄＢ）で表した場合と（真値）であらわした場合の両方で示せ。 練習問題（第２回） Ｃ/Ｎの式を、（ｄＢ）で表した場合と（真値）であらわした場合の両方で示せ。 さらに各項目の物理的な意味を述べよ（全部で７項目）。

前回のアンケート結果 問１：人類と電波のかかわりについて 問２ 問３：ワイヤレス通信・・・疑問に思っていること アンペールの法則：2.5/26 1/11 クーロン力：　　　　　3.5/26 1/11 変調と復調：　　　　　3/26 4.5/11 Ａ/Ｄ変換と混同している人が多かった。 ＴＤＭＡ：　　　　　　　　4/26 2/11 問３：ワイヤレス通信・・・疑問に思っていること 携帯電話の仕組み（ゾーン切換、メールと電話、・・） 電磁波が人体に与える影響 電波の速さ 通信速度