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.

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1 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

2 ・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

3 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

4 対象とした製品 ・ PHS エッジ PASCAL 『 J80 』 三洋製

5 ・ 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。

6 携帯電話内部 QUALCOMM IC チップ 『 MSM3100 』 QUALCOMM IC チップ 『 PM1000 』 YAMAHA 音源 LSI SMAF 『 MA-1 』 マイク

7 携帯電話内部の仕組み

8 携帯電話のアンテナフロントエンド 部における回路図

9 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。

10 携帯電話と基地局

11 携帯電話どうしの通話

12 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

13 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 ～ 30W20mW ～ 500mW 端末機の出力 0.8W10mW 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

14 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。

15 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 http://www007.upp.so-net.ne.jp/katsumi/k-tai/k- tai.html

16 携帯電話と PHS の比較表 携帯電話 PHS 利用周波数 800MHz/1.5GHz 1.9GHz(18.9365GHz ～ 19.1945GHz) 出力電力 0.6W ～ 1W 10mW( 時間平均送信出力 ) 、 80mW( スロット内平均 ) 800MHz アナログ 0.6W デジタル 0.8W 1.5GHz デジタル 0.8W 基地局 エリア半径 1.5Km ～ 数 Km 100m ～ 500m 設置費用約 1 億円数百万円

17 長所と短所 携帯電話 PHS 通話エリアが広い 一つの基地局のカバーする 範囲が大きい 海外で使えるようになってきた。 いまどこサービス 通話時の音声の品質が良い 基地局設置の費用が安い データ通信の転送速度が 比較的速い 基地局設置の費用が高い 通話時の音声の品質が悪い データ通信の転送速度が遅い ハンドオーバーしやすい