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モバイル通信

学習のポイント

携帯電話やスマートフォンなどモバイル環境における無線通信の仕組みについて学習します。なお、本章以前に「無線LANとセキュリティ」を学習しておいてください。

キーワード

W-CDMA, CDMA2000、公衆無線LAN、モバイルWi-Fi、ホットスポット、WiMAX、LTE、無線基地局、交換局、ゲートウエイ交換局、ホームメモリ局、位置登録、ハンドオフ、ハンドオーバー、ローミング


モバイル通信の規格

モバイル通信規格の発展:4G(第4世代)への移行

携帯電話、スマートフォン、タブレット、モバイルパソコンなどモバイル環境での通信の規格は、4世代に区分されます。

WiMAXとLTE

2014年現在では、LTEのほうが広く利用されていますが、自宅でのパソコン利用で、有線でのインターネット接続環境がないときや、動画や楽曲などのダウンロードを多用して帯域制限をオーバーするときなどではWiMAXのほうが有利なこともあります。

Wi-Fi(Wireless Fidelity)

WiMAXやLTEが長距離の基地局と通信する通信規格ですが、Wi-Fiは数m~数十mの距離にある無線LANのルータとの接続規格です。
 無線通信の国際標準規格にIEEE 802.11規格があります。Wi-Fiとは、無線を利用する機器がIEEE 802.11規格に準拠しており相互接続ができることを、業界団体Wi-Fi Allianceが認めたことを示す名称です。Wi-Fi認証機器間では標準化された通信方式ができます。その通信方式をWi-Fiということもあります。
 Wi-Fi回線は電話回線ではないので電話はできません。

モバイル通信環境

公衆無線LAN(モバイルWi-Fi)

Wi-Fiによる標準化が進んできたため、Wi-Fi対応の無線LANルータを設置することにより、その付近からモバイル機器をインターネットに接続できます。すなわち、家庭やオフィスでの無線LANを公衆化したもので、このようなサービスが普及しています。
 その接続ができる場所のことを、ホットスポット、無線LANスポットなどといいます。

 ・公共施設において公共目的のために無料で利用できるもの
    通常は無料で、フリースポットということもある
 ・駅や空港、ホテル、飲食店などの商業施設が、利用者向けに公開したもの
    設置者により有料・無料がある
 ・インターネットプロバイダなどの商業目的で設置したもの
    有料だが、同一プロバイダのホットスポットならどこでも利用できる
 有料の場合、ホットスポット設置者あるいはプロバイダとの契約で定額料金になっているので、パケット代料金はかからないのが通常です。

テザリング(tethering)

ホットスポット以外のモバイル環境で、モバイル端末機能のないパソコンなどからインターネットを利用したいときに役立つ機能です。
パソコンとスマートフォンなどのモバイル端末をUSBケーブルや無線LANで接続し、スマートフォンをモバイルルータのように利用してインターネットに接続します。

携帯電話の仕組み

近年、スマートフォンでの電話ではLINE方式が普及していますが、LINE方式は本質的にはIP電話と同様にパケット交換方式が使われています。ここでは従来の携帯電話から一般的に使われている交換回線方式での電話を対象にします。

携帯電話網の構成

携帯電話での通話