移動体通信

移動体通信（いどうたいつうしん、mobile communication）とは、広義では片方または両方の端末が移動することのできる（通信線路に接続されていないかつ固定無線局でない）電気通信の総称である。移動通信とも言う。

上記広義によれば、業務無線・特定小電力無線・第三者無線・市民バンド・アマチュア無線なども移動体通信に含む。他方、電気通信事業者が公衆に提供する移動体通信サービスに限定する用法（狭義）も存在する。

特に第三者無線や移動体通信サービスの場合、基地局主導によるマルチチャネルアクセス無線技術を用いている。また他の種類でも方式や程度の差は有るが、マルチチャネルアクセス無線技術も適用する場合が増えている。

概説

移動体通信は、固定通信と比較して、地域のおかれた状況を強く反映する。軍事用に電波が多く使用されているため周波数不足になっている地域、固定通信よりも早く裕福な層に普及した発展途上国、人口密度が低く、1つの基地局当たりのサービスエリアを大きくした方が経済的な地域、利用者端末の密度が高く、周波数利用効率の向上が強く求められる地域など、それぞれに適した技術が導入されてきた。

機器の大量生産によるコスト低減・国際ローミングなどのサービスの向上・デジタル化によるマルチメディア化などの高度化を行うために、国際標準の確立を目指して努力が行われたが、同一の用途でいくつかの標準が並立しやすい。また、各国の周波数利用状況の差で割り当てられている周波数にも差がある。

サービスへの課金方式

サービスへの課金方式として、発信者または受信者のみが料金を負担する単方向課金と、双方が分担して料金を負担する双方向課金とサービス提供者が負担し広告などを提供する無課金方式がある。

携帯電話の音声通話・回線交換データ通信の場合、世界的には双方向課金が主流である^[要出典]。日本は発信者単方向課金である。PHSの場合は世界的に発信者単方向課金であり、それがアジア各国で導入された理由の一つとされる^[要出典]。

また、携帯電話・PHSのショートメッセージングサービスは、世界的に発信者単方向課金が主流である^[要出典]。米国は双方向課金である。携帯電話・PHSのパケット通信は世界的に双方向課金（※ただしパケット通信においては、通信の相手方が無線機でないもの（例としてWebサーバ等）もあるが、その場合「双方向課金」とは言えない）である^[要出典]。

移動体通信サービスの比較

アナログ音声通信

第1世代携帯電話・自動車電話・船舶電話・航空機電話が主なものである。

1979年に、世界初の小ゾーンセルラ方式自動車電話が日本でサービス開始され、電子工学の進歩によって徐々に端末（電話機）が小型・軽量化して携帯電話となっていった。

周波数帯域利用効率が悪いため、デジタル方式へ移行された。日本では航空機電話が2004年3月にサービス終了したのを最後に、廃止されている。

FDD-FDMA方式で音声はFMのものの比較
略称	搬送波間隔(kHz)（インタリーブ）	制御信号伝送速度(kb/s)	特徴	サービス開始	利用地域・事業者
NTT方式	25	0.3	小ゾーンセルラー方式自動車電話として世界初のサービス開始	1979年	日本 : 日本電信電話公社
NTT大容量方式	12.5 (6.25)	0.3	基地局に3セクターアンテナ使用。ハイキャップ (Hicap) とも呼ばれる。	1988年	日本 : NTTドコモとIDO・1999年 3月廃止
NMT	25	1.2	450MHz帯域を使用するものは、基地局あたりのサービスエリアが広いため人口密度が低い地域に向く	1981年	北欧・東欧・中東・ロシア
AMPS	30 (15)	10	基地局に6セクターアンテナ使用。AT&T・モトローラが提案	1983年	北米 : 2005年現在、需要の少ない地域での2Gのローミング用として使用されている。
NAMPS	15 (7.5)	10	基地局に6セクターアンテナ使用。AT&T・モトローラが提案		北米 : 2005年現在、需要の少ない地域での2Gのローミング用として使用されている。
TACS	25 (12.5)	8	英国向けに搬送波間隔を変更	1984年	英国・フランス・スイス・スペイン・シンガポール・韓国・中国・香港・アフリカの一部
JTACS	25 (12.5)		日本向けに上り下りの周波数を逆にし、55MHz間隔化	1989年	日本 : DDIセルラー・IDO、2000年 9月廃止
NTACS	12.5 (6.25)		日本向けに上り下りの周波数を逆にし、55MHz間隔化	1991年	日本 : DDIセルラー・IDO、2000年 9月廃止

デジタルコードレス電話

家庭では、コードレス電話、屋外では事業者の基地局に接続できるものである。多数の出力の小さい基地局を設置するマイクロセル方式である。周波数帯域利用効率が良いため、音声符号化方式に音質の良いものが使用でき、より速いデータ通信も可能である。

TDD-TDMA方式の比較
略称	搬送波			変調方式	音声		特徴	利用地域・事業者
略称	間隔(kHz)	伝送速度(kb/s)	チャネル	変調方式	伝送速度(kb/s)	符号化方式	特徴	利用地域・事業者
DECT	1782	1152	12	GMSK	32	ADPCM		欧州
PHS (ARIB RCR STD-28)	300	384	4	π/4 DQPSK				アジア諸国・日本
高度化PHS (ARIB RCR STD-28)		384		π/4 DQPSK			電波状態が不安定な場合に、安定性の高い変調に切り替わり、電波到達度が向上。	日本 : ウィルコム。
高度化PHS (ARIB RCR STD-28)		192		BPSK	16		電波状態が不安定な場合に、安定性の高い変調に切り替わり、電波到達度が向上。	日本 : ウィルコム。

※DECTはIMT-2000 (IMT-FT) 準拠であり第三世代携帯電話 (3G) にも属する。

デジタル携帯電話

スマートフォン

デジタル携帯電話は、自動車電話の端末を小型化したものであるため、コードレス電話として開発されたPHSとは異なり、当初から電波の出力も強く（基地局の出力はPHSが最大0.5Wに対し、携帯電話では最大25W）、利用可能なエリアも広い。

第二世代携帯電話 (2G)

Gは世代 (Generation) を表す。

FDD-TDMA方式の比較
略称	搬送波			変調方式	音声（ハーフレート）		特徴	利用地域・事業者
略称	間隔(kHz) （インタリーブ）	伝送速度(kb/s)	チャネル（ハーフレート）	変調方式	伝送速度(kb/s)	符号化方式	特徴	利用地域・事業者
GSM	400 (200)	270.833	8 (16)	GMSK	22.8 (11.4)	ACELP, RPE-LTP (EVSELP)	多重化チャネル数が多いため基地局設備が安価。	2005年現在、210以上の国や地域で使用されているデジュリスタンダード（日本・韓国・北朝鮮は不使用）
EDGE	400 (200)	812.5	8 (16)	3π/8 8PSK	6.60 - 23.85 (1.95 - 12.65)	AMR-WB (AMR-WB, AMR-NB)	GSMの拡張。高音質オプション	3G。2007年1月時点全世界196サービスされている「IMT-2000」規格のデファクトスタンダード
PDC	50 (25)	42	3 (6)	π/4 DQPSK	11.2 (5.6)	CS-ACELP, ACELP, VSELP (PSI-CELP)	多重化チャネル数が少ないため、端末の瞬時最大空中線電力を小さくでき、電池の容量当たりの待ち受け・通話時間を長くすることが容易。	日本 : 第3世代携帯電話への移行が急速に進み、2003年 3月にau、2008年3月にツーカー、2010年3月にソフトバンクモバイルがそれぞれサービスを終了。唯一回線を提供していたNTTドコモが2012年3月にサービス終了し、PDC方式のサービスはすべて終了。
D-AMPS	60 (30)	48.6	3 (6)	π/4 DQPSK	13 (6.5)	ACELP, VSELP (CELP)	AMPSと周波数帯域を共用できる。(IS-136/IS-54)	北米

第三世代携帯電話 (3G)

FDD-CDMA方式の比較
略称	帯域幅(MHz)	チップレート(Mcps)	フレーム		ガードバンド	基地局の精密同期	チャネル分離	拡散符号	電力制御（回/秒）	変調方式	音声		制御・端末位置登録	特徴	利用地域・事業者
略称	帯域幅(MHz)	チップレート(Mcps)	長(ms)	スロット数	ガードバンド	基地局の精密同期	チャネル分離	拡散符号	電力制御（回/秒）	変調方式	伝送速度(kb/s)	符号化方式	制御・端末位置登録	特徴	利用地域・事業者
cdmaOne (IS-95)	1.25	1.2288	20	16	要		Walsh Code (128)	M系列のLong PNとShort PNとを組み合わせ	800	π/4 DQPSK	1.2 - 9.6	EVRC, SMV, VMR-WB	ANSI - 41	米国クアルコム開発の2.5G	米国・韓国・香港イスラエル・ベネズエラ日本 : au（KDDI／沖縄セルラー）
CDMA2000 (IS-2000)	1.25	1.2288	20	16	要		Walsh Code (128)	M系列のLong PNとShort PNとを組み合わせ	800		1.2 - 9.6	EVRC, SMV, VMR-WB	ANSI - 41	3G	米国・韓国・香港イスラエル・ベネズエラ日本 : au（KDDI／沖縄セルラー）
W-CDMA	5	3.84	10	15	不要		Orthogonal Variable Spreading Factor Code	Gold 系列	1500		1.95 - 12.2	GSM - AMR - NB	GSM - MAP	3G	欧州・日本 : NTTドコモ、ソフトバンクモバイル、イー・モバイル
W-CDMA	5	3.84	10	15	不要		Orthogonal Variable Spreading Factor Code	Gold 系列	1500		6.60 - 23.85	GSM - AMR-WB	GSM - MAP	高音質オプション	欧州・日本 : NTTドコモ、ソフトバンクモバイル、イー・モバイル

TDD-CDMA方式の比較
略称	帯域幅(MHz)	チップレート(Mcps)	フレーム		端末間の精密同期	特徴	利用地域・事業者
略称	帯域幅(MHz)	チップレート(Mcps)	長(ms)	スロット数	端末間の精密同期	特徴	利用地域・事業者
TD-CDMA	5	3.84	10	15	不要	慶應義塾大学理工学部中川正雄教授を中心に開発
TD-SCDMA		1.2288			要	中国・電信科学技術研究院、ドイツ・シーメンスなどが開発	中国規格
TD-SCDMA (MC)		1.2288			要	マルチキャリア・米Navini Networksのシュー・グアンハンが提案

※DECTも第三世代携帯電話 (3G) に属する。(IMT-FT)

その他のサービス

衛星電話
無線パケット通信
無線アクセス : データ通信を主としたサービス
無線呼び出し
コンビニエンスラジオフォン - 1998年、サービス終了

移動体通信の周波数

移動体通信に適した周波数帯域は限られている。また、軍事・航空・船舶の保安用無線通信などとの競合もある。そのため、固定無線の光ケーブル化、より高い周波数の活用・他の用途に使用されている無線局との共用の技術開発などが行われている。

電波は周波数が低いほど電波が回折しやすく、遮蔽物が入り組んだ場所や、室内、車内でも受信しやすくなり、不感地帯の減少に繋がる。このため基地局の増設の必要が少なく済み、設備投資の費用が安くなる。反面、低い周波数ほど、無線局免許の関係上、周波数帯域を広く取りにくいため、通信速度の高速化が困難になる。

各地域別周波数帯域利用状況

各地域別の周波数帯域利用状況
周波数GHz	日本	欧州	アジア	北米
0.2	無線呼び出しデジタル地域防災無線アナログコードレス電話（子局）
0.3	アナログコードレス電話（親局） JR 在来線列車無線（A・Bタイプ）	T-GSM380
0.4	アマチュア無線（430MHz帯）デジタル空港無線電話 JR在来線列車無線（Cタイプ・乗務員無線）	T-GSM410 CDMA450 GSM450 NMT450 GSM480	CDMA450（一部）
0.5
0.6
0.7		GSM710 GSM750
0.8	~~PDC : NTTドコモ (mova)~~ W-CDMA : NTTドコモ（FOMAプラスエリア）、ソフトバンクモバイル(プラチナバンド) cdmaOne/CDMA2000 1x（EV-DO含む） : KDDI (au)(CDMA 1X WIN) 第三者無線 : 全国移動無線センター (mcAccess e)	T-GSM810 CDMA2000 国際ローミング GSM850		CDMA2000 GSM850 D-AMPS AMPS W-CDMA
0.9		GSM900 NMT900 GSM-R（鉄道無線） T-GSM900
1.2	アマチュア無線（1.2GHz帯）
1.4	W-CDMA : ソフトバンクモバイル(ULTRA SPEED) ~~PDC : ソフトバンクモバイル、NTTドコモ（movaデュアルバンド、関東・東海シティフォン、関西シティオ）~~ 第三者無線 : 日本移動通信システム協会 (NEXNET)
1.5
1.7	W-CDMA、LTE（FDD :上り） : NTTドコモ (FOMA)、イー・モバイル(EMOBILE G4、EMOBILE LTE)、W-CDMA事業者向け追加帯域	GSM1800 (DCS1800)（FDD :上り）		WCDMA1721（FDD:上り）
1.8	W-CDMA、LTE（FDD :下り） : NTTドコモ (FOMA)、イー・モバイル(EMOBILE G4、EMOBILE LTE、W-CDMA事業者向け追加帯域高度化PHS(TDD : 1.8) : ウィルコム (W-OAM) PHS	GSM1800 (DCS1800)（FDD :下り）
1.9	PHS W-CDMA、LTE（FDD :上り） : NTTドコモ (FOMA、Xi)、ソフトバンクモバイル (SoftBank 3G、SoftBank 4G LTE) CDMA2000 1x、LTE（FDD :上り） : KDDI(CDMA 1X WIN、au 4G LTE)	DECT	PHS（一部） CDMA2000 1x（PCS : KTF、LGテレコム）	CDMA2000 GSM1900 D-AMPS W-CDMA
2.0	割り当て予定（TDD : 2.0） :
2.1	W-CDMA、LTE（FDD :下り） : NTTドコモ (FOMA、Xi)、ソフトバンクモバイル (SoftBank 3G、SoftBank 4G LTE) CDMA2000 1x、LTE（FDD :下り） : KDDI(CDMA 1X WIN、au 4G LTE)			WCDMA1721（FDD:下り）
2.4	アマチュア無線（2.4GHz帯） ISMバンド（電子レンジ、無線ネットワーク、デジタル式コードレスホン）
2.5/2.6	衛星電話ワイドスター（衛星 - 端末間） NTTドコモ
3.4~3.6	放送伝送用システム^[1]
3.6~4.2	電気通信業務用固定無線システム^[1]
4.4~5.0	電気通信業務用固定無線システム^[1]
5.25~5.85	気象レーダー^[1]
13.25~15.4	ヘリコプターからのテレビ画像伝送システム^[1]
59～66

脚注

出典

^ ^a ^b ^c ^d ^e https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/policyreports/chousa/wire/pdf/050915_2_san2.pdf

外部リンク

移動通信の基本技術コース - 研究人材のためのe-learning（科学技術振興機構）

[総務省から-1] ttps://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/policyreports/chousa/wire/pdf/050915_2_san2.pdf

[1]