モバイル通信システム（２） 水野.

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1 モバイル通信システム（２） 水野

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3 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）

4 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

5 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。

6 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

7 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

8 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？

9 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 (J/K) または (dBm/K/Hz) これは重要。試験に出します。

10 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

11 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

12 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

13 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）　）

14 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

15 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

16 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 = dBm C = -38dBm C/N = -38 – (-53.2) = 15.2 dB 中心周波数

17 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

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20 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）。

21 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