携帯電話ネットワーク

携帯電話の電波塔の頂上
ドイツの屋内基地局

セルラーネットワークまたはモバイルネットワークは、エンドノードとの間のリンクが無線で、ネットワークがセルと呼ばれる陸上エリアに分散されている通信ネットワークです。各セルは少なくとも1つの固定位置トランシーバー（基地局など）によってサービスを受けます。これらの基地局は、音声、データ、その他のコンテンツを無線で送信するために使用できるネットワークカバレッジをセルに提供します。各セルのカバレッジエリアは、トランシーバーの電力、地形、使用されている周波数帯域などの要因によって決まります。セルは通常、干渉を回避し、各セル内で保証されたサービス品質を提供するために、隣接セルとは異なる周波数セットを使用します。[ 1 ] [ 2 ]

これらのセルが結合されると、広範囲の地理的エリアに無線カバレッジが提供されます。これにより、携帯電話、タブレット、モバイルブロードバンドモデムを搭載したノートパソコン、スマートウォッチなどのウェアラブルデバイスなど、多数のデバイスが、基地局を介してネットワーク内の任意の場所にある固定トランシーバーや電話機と相互に通信できるようになります。デバイスの一部が通信中に複数のセルを移動している場合でも同様です。セルラーネットワークの設計により、シームレスなハンドオーバーが可能になり、デバイスがセル間を移動しても通信が中断されることはありません。

現代のセルラー ネットワークでは、MIMO ( Multiple Input Multiple Output )、ビームフォーミング、スモール セル などの高度なテクノロジを活用して、ネットワークの容量と効率性を向上させています。

携帯電話ネットワークは多くの望ましい機能を提供することができる：[ 2 ]

  • 異なるセル内にある限り、同じ周波数を複数のリンクに使用できるため、単一の大型送信機よりも容量が大きい
  • モバイル機器は、携帯電話基地局が近いため、単一の送信機や衛星よりも消費電力が少ない。
  • 追加の携帯電話基地局を無制限に追加でき、地平線に制限されないため、単一の地上送信機よりも広いカバーエリアが得られます。
  • 長距離では伝播できない高周波信号（したがって、より広い帯域幅/より高速なデータレート）を利用する能力
  • データ圧縮と多重化により、複数のビデオ（デジタルビデオを含む）とオーディオのチャンネルが、単一の広帯域キャリア上の高周波信号を介して伝送される可能性がある。

大手通信事業者は、地球上の居住可能な陸地の大部分に音声およびデータ通信用のセルラーネットワークを展開しています。これにより、携帯電話やその他のデバイスを公衆交換電話網（PSTN）や公衆インターネットアクセスに接続できるようになりました。従来の音声・データサービスに加えて、セルラーネットワークは現在、スマートメーター、車両、産業用センサー などのデバイスを接続するモノのインターネット（IoT）アプリケーションもサポートしています。

1Gから5Gへの携帯電話ネットワークの進化により、速度の高速化、遅延の低減、より多くのデバイスのサポートが徐々に導入され、医療、交通、スマート シティなどの分野で高度なアプリケーションが可能になりました。

プライベートセルラーネットワークは、研究[ 3 ]や、地方公安機関やタクシー会社の派遣などの大規模な組織や車両、また工場、倉庫、鉱山、発電所、変電所、石油・ガス施設、港湾などの企業や産業環境でのローカル無線通信に使用できます。[ 4 ]

コンセプト

4つの周波数（F1～F4）の周波数再利用係数またはパターンの例

セルラー無線システムでは、無線サービスが提供される陸地が、地形と受信特性に応じたパターンでセルに分割されます。これらのセルパターンは、おおよそ六角形、正方形、円形などの規則的な形状をとりますが、六角形セルが一般的です。各セルには複数の周波数（f 1  ～  f 6）が割り当てられ、それぞれに対応する無線基地局が存在します。これらの周波数グループは、隣接セルで同じ周波数が再利用されない限り、他のセルで再利用できます。隣接セルで同じ周波数が再利用されると、同一チャネル干渉が発生します。

単一の送信機を持つネットワークと比較したセルラーネットワークの容量増加は、ベル研究所のエイモス・ジョエル氏[ 5 ]が開発した移動通信交換システムによるもので、このシステムでは、特定エリア内の複数の発信者が、その周波数を利用できる最も近いセルラータワーに通話を切り替えることで、同じ周波数を使用できます。この戦略が有効なのは、特定の無線周波数を別のエリアで無関係な送信に再利用できるためです。対照的に、単一の送信機は、特定の周波数で 1 つの送信しか処理できません。必然的に、同じ周波数を使用する他のセルからの信号によるある程度の干渉が発生します。したがって、標準的な周波数分割多元接続(FDMA) システム では、同じ周波数を再利用するセル間には少なくとも 1 つのセルギャップが必要です。

タクシー会社を例に考えてみましょう。各無線機には、異なる周波数に合わせるための手動のチャンネルセレクターノブが付いています。運転手は移動しながらチャンネルを切り替えます。運転手は、どの周波数がおおよそのエリアをカバーしているかを把握しています。送信機からの信号を受信できない場合は、他のチャンネルを試し、受信可能なチャンネルを見つけます。タクシー運転手は、基地局のオペレータから指示があった場合にのみ、一度に1つの周波数帯で話します。これは時分割多元接続（TDMA）方式の一種です。

歴史

セルラーネットワークを使用する可能性のある最新のデバイスの例: 携帯電話 (左上)、車の緊急/パニックボタン(右上)、電気スマートメーター(左下)、ラップトップに接続されたモバイルブロードバンド USB モデム(右下)

標準的な携帯電話ネットワークを構築するというアイデアは、1947年12月11日に初めて提案されました。この提案は、ベル研究所のエンジニアであるダグラス・H・リングによって、AT&Tによる携帯電話システムの開発を示唆する社内メモの中で提出されました。[ 6 ] [ 7 ]

日本初の商用携帯電話ネットワークである1G世代は、1979年に日本電信電話（NTT）によって東京首都圏で最初に開始された。しかし、NTTは最初からこのシステムを商用化したわけではなく、早期の立ち上げは、実用的な携帯電話システムを理解するための努力によって動機付けられており、そこから利益を得ることに関心があったからではなかった。[ 8 ] [ 9 ] 1981年には、北欧携帯電話システムが国全体をカバーする最初のネットワークとして構築された。このネットワークは1981年にスウェーデンとノルウェーでリリースされ、その後1982年初頭にフィンランドとデンマークでリリースされた。スウェーデンの通信を担当する国営企業であるTeleverketがこのシステムを開始した。 [ 8 ] [ 10 ] [ 11 ]

1981年9月、金融家で実業家のヤン・ステンベックは、スウェーデンの通信会社であるコムビックを設立した。コムビックは、電話業界における国家の独占に挑戦した最初のヨーロッパの通信会社であった。 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]情報筋によると、1981年10月にテレヴェルケットが独自のシステムを開始する前に、コムビックは最初に商用自動セルラーシステムを開始した会社であった。しかし、新しいネットワークのリリース時に、スウェーデン郵政電気通信局は、同社が自社のネットワークに干渉する可能性のある無認可の自動装置を使用したと主張し、システムを停止すると脅した。[ 14 ] [ 15 ] 1981年12月、スウェーデンは市場競争の精神で独自の自動セルラーネットワークを運営するライセンスをコムビックに付与した。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]

ベルシステムは1947年から携帯電話技術を開発しており、1979年より前にイリノイ州シカゴ[ 17 ]とテキサス州ダラスで携帯電話ネットワークを運用していました。しかし、規制をめぐる争いによりAT&Tの携帯電話サービスの展開は1983年まで遅れ、 [ 18 ]、地域持株会社 であるイリノイベルが初めて携帯電話サービスを提供しました[ 19 ] 。

第一世代の携帯電話ネットワーク技術は、世界各地へとその範囲を拡大し続けました。1990年、通信サービスプロバイダーのミリコム社は、コムビック社の国際携帯電話事業と戦略的提携を結び、ミリコム・インターナショナル・セルラーSAとなりました。[ 20 ]同社はその後、アフリカのガーナにモビテルというブランド名で1Gシステムの拠点を築きました。[ 21 ] 2006年、同社のガーナ事業はティゴに改名されました。[ 22 ]

無線革命は1990年代初頭に始まり、[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]アナログネットワークからデジタルネットワークへの移行をもたらした。[ 26 ]ベル研究所で1955年から1960年にかけて発明されたMOSFETは、 [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] 1990年代初頭までに携帯電話ネットワークに採用され、パワーMOSFET、LDMOS（RF増幅器）、RF CMOS（RF回路）デバイスが広く採用され、デジタル無線モバイルネットワークの発展と普及をもたらした。[ 26 ] [ 32 ] [ 33 ]

最初の商用デジタル携帯電話ネットワークである2G世代は 1991 年に開始されました。これにより、新しい事業者が既存の 1G アナログ ネットワーク事業者に挑戦し、この分野での競争が激化しました。

細胞シグナルのエンコード

複数の異なる送信機からの信号を区別するために、周波数分割多重アクセス（FDMA、アナログおよびD-AMPSシステムで使用）、時分割多重アクセス（TDMA、GSMで使用）、および符号分割多重アクセス（CDMA、 PCSで最初に使用され、 3Gの基礎となった）を含む、いくつかのチャネルアクセス方法が開発されてきた。[ 2 ]

FDMAでは、各セル内の異なるユーザーが使用する送信周波数と受信周波数は互いに異なります。各セルラー通話には、全二重通信を実現するために、周波数ペア（1つは基地局から移動局へ、もう1つは移動局から基地局へ）が割り当てられていました。当初のAMPSシステムは、CLEC「A」システムとILEC 「B」システムにそれぞれ333ペア、合計666のチャネルペアを備えていました。チャネル数はキャリアごとに416ペアに拡張されましたが、最終的にはRFチャネル数がセルサイトで処理できる通話数を制限しました。FDMAは電話会社にとって馴染みのある技術で、時分割多重化によってFDMが廃止される以前は、周波数分割多重化を使用してポイントツーポイントの有線設備にチャネルを追加していました。

TDMAでは、各セル内の異なるユーザーが使用する送信タイムスロットと受信タイムスロットはそれぞれ異なります。TDMAは通常、デジタル信号を用いて音声データのバーストを保存・転送します。これらのデータは送信時にタイムスライスに収まり、受信側で拡張され、受信側である程度正常な音声に聞こえます。TDMAでは、音声信号に遅延（時間遅延）が生じます。遅延した音声がエコーとして聞こえない程度に短い遅延であれば、問題にはなりません。TDMAは電話会社にとって馴染みのある技術です。電話会社は、パケット交換によってTDMが廃止される以前は、時分割多重化を用いてポイントツーポイントの有線設備にチャネルを追加していました。

CDMAの原理は、第二次世界大戦中に軍事用に開発されたスペクトル拡散技術に基づいています。冷戦中には、初期のCDMAセルラーシステムやWi-Fiに使用された直接拡散スペクトル拡散方式へと改良されました。DSSSは、時間や周波数のチャネル化を必要とせずに、単一の広帯域RFチャネルで複数の通話を同時に行うことができます。CDMAは従来の多重アクセス方式よりも洗練されており（ベル研究所で開発されていないため、従来の電話会社には馴染みが薄い）、3Gセルラー無線システムの基盤となるまでに拡張性が高くなっています。

MIMO（アンテナダイバーシティのより高度なバージョン）などの他の多重化方式とアクティブビームフォーミングを組み合わせることで、通常は1～3個の固有空間のみに対応していた従来のAMPSセルと比較して、はるかに優れた空間多重化能力が得られます。大規模MIMOの導入により、チャネルの再利用性が大幅に向上し、セルサイトあたりの加入者数の増加、ユーザーあたりのデータスループットの向上、あるいはそれらの組み合わせが可能になります。直交振幅変調（QAM）モデムは、シンボルあたりのビット数の増加により、帯域幅1メガヘルツ（およびSNRデシベル）あたりのユーザー数の増加、ユーザーあたりのデータスループットの向上、あるいはそれらの組み合わせが可能になります。

周波数再利用

セルラーネットワークの重要な特徴は、周波数を再利用することでカバレッジと容量の両方を向上させることができることです。前述のように、隣接するセルは異なる周波数を使用する必要がありますが、十分に離れた2つのセルが同じ周波数を使用していても、基地局やセルラーネットワークのユーザー機器が過剰な電力で送信しない限り、問題はありません。[ 2 ]

周波数再利用を決定する要素は、再利用距離と再利用係数である。再利用距離Dは次のように計算される。

D＝R3北{\displaystyle D=R{\sqrt {3N}}}、

ここで、Rはセル半径、Nはクラスターあたりのセル数です。セルの半径は1～30キロメートル（0.62～18.64マイル）の範囲で変化します。セルの境界は隣接するセル間で重なり合うこともあり、大きなセルは小さなセルに分割されることもあります。[ 34 ]

周波数再利用係数とは、ネットワーク内で同じ周波数を使用できる割合のことです。これは1/K（書籍によってはK ）で、 Kは同じ周波数を伝送に使用できないセルの数です。周波数再利用係数の一般的な値は、1/3、1/4、1/7、1/9、1/12（表記法によっては3、4、7、9、12）です。[ 35 ]

同一の基地局サイトにN個のセクターアンテナがそれぞれ異なる方向に配置されている場合、基地局サイトはN個の異なるセクターにサービスを提供できます。Nは通常3です。N / Kの再利用パターンは、サイトごとにN個のセクターアンテナ間で周波数をさらに分割することを意味します。現在および過去の再利用パターンには、3/7（北米AMPS）、6/4（モトローラNAMPS）、3/4（GSM）などがあります。

利用可能な総帯域幅がBの場合、各セルはB/Kの帯域幅に対応する数の周波数チャネルのみを使用でき、各セクターはB/NKの帯域幅を使用できます。

符号分割多元接続（CDMA ）ベースのシステムは、FDMAと同じ伝送速度を実現するためにより広い周波数帯域を使用しますが、周波数再利用係数1（例えば、再利用パターン1/1）を使用できることでこれを補います。つまり、隣接する基地局は同じ周波数を使用し、異なる基地局とユーザーは周波数ではなくコードによって分離されます。この例ではNが1と示されていますが、これはCDMAセルにセクターが1つしかないことを意味するのではなく、セル帯域幅全体が各セクターで個別に利用可能であることを意味します。

最近では、LTEなどの直交周波数分割多元接続（ORFDM ）に基づくシステムも、周波数再利用率1で導入されつつあります。このようなシステムでは信号を周波数帯域全体に拡散しないため、異なるセルサイト間のリソース割り当てを調整し、セル間干渉を制限するために、セル間無線リソース管理が重要になります。セル間干渉調整（ICIC）の様々な手段が既に標準規格で定義されています。[ 36 ]協調スケジューリング、マルチサイトMIMO、マルチサイトビームフォーミングなども、将来標準化される可能性のあるセル間無線リソース管理の例として挙げられます。

指向性アンテナ

携帯電話の周波数再利用パターン。米国特許4,144,411参照。

携帯電話基地局は、トラフィック量の多い地域での受信状態を改善するために、指向性信号を使用することが多い。米国では、連邦通信委員会（FCC）が全方向性の携帯電話基地局の信号出力を100ワットに制限している。基地局に指向性アンテナが搭載されている場合、FCCは携帯電話事業者に対し、最大500ワットの実効放射電力（ERP）の放射を許可している。[ 37 ]

元々の携帯電話基地局は、均一で無指向性の信号を作り出し、セルの中心に位置し、無指向性であったが、携帯電話基地局を3つのセルが収束する六角形の角に配置することで、携帯電話の地図を再描画することができる。[ 38 ] 各基地局には、3つの異なる方向を向いた3組の指向性アンテナがあり、各セルは120度（合計360度）の指向性アンテナをそれぞれ備え、3つの異なるセルに異なる周波数で送受信を行っている。これにより、各セルに少なくとも3つのチャネルと3つの基地局が提供され、少なくとも1つの方向から使用可能な信号を受信する可能性が大幅に高まる。

図中の数字はチャンネル番号で、3セルごとに繰り返されます。大きなセルは、高音量エリア向けに小さなセルに分割できます。[ 39 ]

携帯電話会社もこの指向性信号を利用して、高速道路沿いやスタジアムやアリーナなどの建物内での受信状態を改善している。[ 37 ]

ブロードキャストメッセージとページング

事実上すべての携帯電話システムは、何らかのブロードキャスト機構を備えています。これは、複数の移動端末に直接情報を配信するために使用できます。一般的に、例えば携帯電話システムでは、ブロードキャスト情報の最も重要な用途は、移動端末のトランシーバーと基地局間の1対1通信のためのチャネルを確立することです。これはページングと呼ばれます。一般的に採用されている3つの異なるページング手順は、シーケンシャルページング、パラレルページング、および選択的ページングです。

ページングのプロセスの詳細はネットワークによって多少異なりますが、通常は携帯電話が位置する限られた数のセルが分かっています（このセルのグループは、GSMまたはUMTSシステムではロケーションエリア、データパケットセッションが関係する場合はルーティングエリアと呼ばれます。LTE では、セルはトラッキングエリアにグループ化されます）。ページングは​​、ブロードキャストメッセージをすべてのセルに送信することによって行われます。ページングメッセージは情報転送に使用できます。これは、ポケベル、SMSメッセージを送信するCDMAシステム、およびパケットベースの接続でダウンリンクの遅延を低く抑える UMTSシステムで行われます。

LTE/4G では、データ パケットを UE に配信する必要があるときに、MME によってページング手順が開始されます。

MME でサポートされているページング タイプは次のとおりです。

  • 基本です。
  • SGs_CS と SGs_PS。
  • QCI_1 から QCI_9 まで。

細胞から細胞への移動と引き渡し

原始的なタクシーシステムでは、タクシーが最初のタワーから離れて2番目のタワーに近づくと、運転手は必要に応じて手動で周波数を切り替えていました。信号が途切れて通信が中断された場合、運転手は基地局のオペレーターに別の周波数でメッセージを繰り返すよう依頼していました。

セルラーシステムでは、分散配置されたモバイルトランシーバーが継続的な通信中にセル間を移動すると、あるセル周波数から別のセル周波数への切り替えは、基地局オペレータや手動切り替えを必要とせず、中断なく電子的に行われます。これはハンドオーバーまたはハンドオフと呼ばれます。通常、モバイルユニットは、新しい基地局で新しいチャネルを自動的に選択され、その基地局からサービスを受けます。その後、モバイルユニットは現在のチャネルから新しいチャネルに自動的に切り替え、通信を継続します。

モバイル システムが 1 つの基地局から別の基地局に移動する具体的な詳細は、システムごとに大きく異なります (携帯電話ネットワークがハンドオーバーを管理する方法については、以下の例を参照してください)。

携帯電話ネットワーク

3Gネットワ​​ーク
WCDMAネットワークアーキテクチャ

セルラーネットワークの最も一般的な例は、携帯電話（セルフォン）ネットワークです。携帯電話は、セルサイト（基地局）または送信塔を介して通話の受信や発信を行う携帯電話です。携帯電話との間で信号の送受信には 電波が使用されます。

現代の携帯電話ネットワークは、無線周波数が限られた共有資源であるため、セルを使用しています。セルサイトと端末は、コンピュータ制御下で周波数を変更し、低出力の送信機を使用することで、通常は限られた数の無線周波数を、干渉を抑えながら多くの通話者が同時に利用できるようにしています。

携帯電話事業者は、加入者へのサービス提供範囲と容量の両方を実現するために、セルラーネットワークを活用します。広大な地理的エリアは、見通し外の信号損失を回避し、そのエリア内で多数のアクティブな電話機に対応するために、より小さなセルに分割されます。すべてのセルサイトは電話交換局（または交換機）に接続され、交換局は公衆電話網に接続されます。

都市部では、各基地局の通信範囲は最大約0.80 km（ 1⁄2マイル）ですが、地方部では最大8.0 km（5マイル）に及ぶ場合があります。開けた場所であれば、ユーザーは40 km（25マイル）離れた基地局からの信号を受信できる可能性があります。低帯域のカバレッジと高い基地局がある地方部では、基本的な音声通話およびメッセージングサービスは80 km（50マイル）まで到達できますが、帯域幅と同時通話数に制限があります。

ほぼすべての携帯電話は、GSM、CDMA、AMPS（アナログ）などのセルラー技術を採用しているため、「携帯電話」という用語は一部の地域、特に米国では「モバイルフォン」と同義に使用されます。ただし、衛星電話は、地上の携帯電話基地局と直接通信するのではなく、衛星を介して間接的に通信する携帯電話です。

デジタル携帯電話技術には、GSM（Global System for Mobile Communications ）、 GPRS（General Packet Radio Service ）、 cdmaOne、CDMA2000、EV-DO（Evolution-Data Optimized ）、EDGE（ Enhanced Data Rates for GSM Evolution）、UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）、DECT（Digital Enhanced Cordless Telecommunications ）、 IS-136/TDMA（Digital AMPS ）、iDEN（ Integrated Digital Enhanced Network）など、多種多様なものがあります。既存のアナログ規格からデジタル規格への移行は、欧州と米国で大きく異なる経緯を辿りました。[ 40 ]その結果、米国では複数のデジタル規格が出現し、欧州や多くの国ではGSM規格へと収束していきました。

携帯電話セルラーネットワークの構造

セルラー モバイル無線ネットワークを簡単に説明すると、次のようになります。

このネットワークはGSMシステムネットワークの基盤です。モビリティ管理、登録、通話設定、ハンドオーバーなど、お客様が希望するサービスを確実に受けられるように、このネットワークでは多くの機能が実行されます。

電話機は、対応するセルの隅にあるRBS（無線基地局）を介してネットワークに接続します。RBSは移動交換局（MSC）に接続します。MSCは公衆交換電話網（PSTN）への接続を提供します。電話機からRBSへのリンクはアップリンクと呼ばれ、その逆はダウンリンクと呼ばれます。

無線チャネルは、周波数分割多重アクセス(FDMA)、時分割多重アクセス(TDMA)、符号分割多重アクセス (CDMA) 、および空間分割多重アクセス (SDMA)の多重化およびアクセス方式を使用して、伝送媒体を効率的に使用します。

小型細胞

基地局よりもカバーエリアが狭いスモールセルは、次のように分類されます。

携帯電話ネットワークにおけるセルラーハンドオーバー

通話中に携帯電話のユーザーがセルエリアから別のセルエリアに移動すると、移動局は通話が切れないように、接続する新しいチャネルを検索します。新しいチャネルが見つかると、ネットワークは移動局に新しいチャネルへの切り替えを指示し、同時に通話も新しいチャネルに切り替えます。

CDMAでは、複数のCDMA端末が特定の無線チャネルを共有します。信号は、各端末固有の擬似雑音符号（PNコード）によって分離されます。ユーザーがセル間を移動すると、端末は複数のセルサイト（または同一セル内のセクター）との無線リンクを同時に確立します。これは「ソフトハンドオフ」と呼ばれます。従来の携帯電話技術とは異なり、端末が新しいセルに切り替わる特定のポイントが存在しないためです。

IS-95の周波数間ハンドオーバーやNMTなどの旧式のアナログシステムでは、通信中に直接ターゲットチャネルをテストすることは通常不可能です。このような場合、IS-95のパイロットビーコンなどの他の技術を使用する必要があります。つまり、新しいチャネルを探索している間、通信がほぼ常に短時間中断され、その後、予期せず古いチャネルに戻ってしまうリスクがあります。

進行中の通信がない場合、または通信が中断される可能性がある場合、モバイル ユニットが自発的にセルから別のセルに移動し、最も強い信号を持つ基地局に通知する可能性があります。

携帯電話ネットワークにおけるセルラー周波数の選択

周波数が携帯電話のカバレッジに与える影響は、用途によって適した周波数が異なることを意味します。450MHz帯のNMTのような低周波数帯は、地方のカバレッジに非常に適しています。GSM 900（900MHz）は、都市部の小規模なカバレッジに適しています。GSM 1800（1.8GHz）は、構造壁の影響を受け始めます。2.1GHz 帯のUMTSは、カバレッジがGSM 1800とほぼ同じです。

周波数が高いほど、カバレッジの点では不利ですが、容量の点では決定的な利点となります。例えば、建物の1フロアをカバーするピコセルの実現が可能になり、実質的に隣接するセルで同じ周波数を使用できるようになります。

セルのサービスエリアは、そのセル内および周囲の送信システムからの干渉によっても変化する可能性があります。これは、特に CDMA ベースのシステムに当てはまります。受信機には特定の信号対雑音比が必要であり、送信機は他の送信機との干渉を引き起こさないようにあまり高い送信電力で送信してはなりません。受信機が送信機から遠ざかると、受信電力が低下するため、送信機の電力制御アルゴリズムは送信電力を増加させて受信電力のレベルを回復します。干渉 (ノイズ) が送信機からの受信電力を超え、送信機の電力をそれ以上増加できなくなると、信号が破損し、最終的に使用できなくなります。CDMAベースのシステムでは、同じセルにある他のモバイル送信機からの干渉がカバレッジエリアに与える影響は非常に顕著であり、セル ブリージングという特別な名前が付けられています。

携帯電話のカバレッジの例は、実際の通信事業者がウェブサイトで公開しているカバレッジマップや、OpensignalやCellMapperなどのクラウドソーシングで独自に作成されたマップを見ることで確認できます。送信所の位置がマークされている場合もあれば、最も強いカバレッジ地点を割り出すことで計算できる場合もあります。

セルラーリピーターは、携帯電話の通信範囲をより広いエリアに拡張するために使用されます。家庭やオフィスでの使用に適した広帯域リピーターから、産業用途のスマートリピーターやデジタルリピーターまで、幅広い種類があります。

セルサイズ

次の表は、 CDMA2000ネットワークの周波数に対する1つのセルのカバーエリアの依存性を示しています。[ 41 ]

周波数（MHz） セル半径（km） セル面積（km 2） 相対細胞数
450 48.9 7521 1
950 26.9 2269 3.3
1800 14.0 618 12.2
2100 12.0 449 16.2

参照

携帯電話ネットワークの標準と世代のタイムライン。

リストと技術情報:

EVDO 以降では、パフォーマンスを向上させるために次のテクニックも使用できます。

装置：

他の：

参考文献

  1. ^ 「セルラーネットワーク、セル、基地局 — EITC」www.eitc.org . 2024年11月22日閲覧。
  2. ^ a b c dグオワン・ミャオ、イェンス・ザンダー、キ・ウォン・ソン、ベン・スリマン（2016年）。『モバイルデータネットワークの基礎』ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-1107143210。
  3. ^ Tom Simonite (2013年1月24日). 「Googleのプライベート携帯電話ネットワークは携帯電話会社にとって脅威となる可能性がある | MIT Technology Review」 . Technologyreview.com. 2013年10月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年11月23日閲覧。
  4. ^ 「プライベート5Gネットワ​​ーク：2024～2030年」 www.snstelecom.com 2024年5月8日閲覧。
  5. ^米国特許第3,663,762号、1972年5月16日発行。
  6. ^ Alexis C. Madrigal (2011年9月16日). 「携帯電話ネットワークを初めて説明した1947年の論文」 .アトランティック誌.
  7. ^周盛軍（2024年2月2日）「0Gから5Gへ、モバイル通信の1世紀にわたる浮き沈み」Medium。2025年1月8日閲覧。
  8. ^ a b「セルラー：国際携帯電話産業の経済・ビジネス史 | 米国議会図書館」 www.loc.gov . 2025年1月8日閲覧。
  9. ^ Dunnewijk, Theo; Hultén, Staffan (2007年8月1日). 「ヨーロッパにおけるモバイル通信の簡潔な歴史」 . Telematics and Informatics . モバイル通信：セルラーからアドホック、そしてその先へ. 24 (3): 164– 179. doi : 10.1016/j.tele.2007.01.013 . ISSN 0736-5853 . 
  10. ^ Al-Khouri, Ali M. (2015). 「SIMレスな存在に向けて：スマートラーニングネットワークの進化」 .教育技術. 55 (1): 19– 26. ISSN 0013-1962 . 
  11. ^ Carlsson, Lennart; Tribune, International Herald (1991年10月8日). 「Nordic Mobile Phones a Ringing Success」 . The New York Times . ISSN 0362-4331 . 2025年1月8日閲覧。 
  12. ^シベルセン、トライン;エンリ、ガン。ミョス、オーレ・J. Moe、Hallvard (2014)、「The Nordic Media Company」、The Media Nursing State、Nordic Media in the Digital Era、ミシガン大学出版局、pp.  96–118、doi : 10.2307/j.ctv65swsg.8、2025年1 月 9 日取得
  13. ^ Garrard , Garry A. (1998).携帯電話通信：世界的な市場動向．Artech Houseモバイル通信シリーズ．ボストン：Artech House．ISBN 978-0-89006-923-3。
  14. ^ a b c Eriksson, Klas; Lakomaa, Erik; Nykvist, Rasmus; Sandström, Christian (2024年3月5日). 「ビジネス史における逆イカロスのパラドックスの導入 ― スウェーデンの電気通信業界におけるダビデとゴリアテの事例から 1981–1990年」 . Business History : 1– 26. doi : 10.1080/00076791.2023.2292134 . ISSN 0007-6791 . 
  15. ^ a bアンダーソン、パー (2014)。ステンベック: En biografi över en framgångsrik affärsman。モダニスタ。ISBN 978-91-7499-230-4。
  16. ^メレリッド、ベングト G. (1999)。技術システムにおける起業家精神: スウェーデンにおける携帯電話の開発。ストックホルム: ストックホルム経済大学院経済研究所 [Ekonomiska forskningsinstitutet vid Handelshogsk.] (EFI. ISBN 978-91-7258-523-2。
  17. ^「高度な携帯電話サービス：開発システム」ベルシステム技術ジャーナル58 ( 1): 249–269 .1979年1月.doi : 10.1002/j.1538-7305.1979.tb02218.x .
  18. ^ Robert W. Crandall (2007年3月28日). 「AT&Tの売却：それは必要だったのか？成功だったのか？」スライド11.
  19. ^ 「1946年：初の携帯電話通話」 AT &T研究所、2011年。 2012年12月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年4月24日閲覧。
  20. ^ “ Millicom International Cellular SA (2004年3月31日). Form 6-K. 証券取引委員会から取得.
  21. ^ “Millicom International Cellular SA (2008年12月31日). Form 20-F. 証券取引委員会から取得.
  22. ^ 「Bharti AirtelとMillicom、ガーナでの事業統合に関する契約締結を発表」 www.bharti.com 2025年1月10日閲覧。
  23. ^ゴリオ、マイク、ゴリオ、ジャネット (2018). RFおよびマイクロ波受動・能動技術. CRC Press . pp. ix, I-1, 18–2 . ISBN 9781420006728. 2023年1月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年10月16日閲覧。
  24. ^ Rappaport, TS (1991年11月). 「ワイヤレス革命」. IEEE Communications Magazine . 29 (11): 52– 71. doi : 10.1109/35.109666 . S2CID 46573735 . 
  25. ^ 「ワイヤレス革命」エコノミスト1999年1月21日. 2019年10月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年9月12日閲覧。
  26. ^ a b Baliga, B. Jayant (2005).シリコンRFパワーMOSFET . World Scientific . ISBN 9789812561213. 2023年1月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年10月16日閲覧。
  27. ^ハフ、ハワード；リオーダン、マイケル（2007年9月1日）「フロッシュとデリック：50年後（序文）」電気化学協会インターフェース誌。16（3）：29。doi ：10.1149/2.F02073IF。ISSN 1064-8208。 
  28. ^ Frosch, CJ; Derick, L (1957). 「シリコンの拡散時における表面保護と選択的マスキング」 . Journal of the Electrochemical Society . 104 (9): 547. doi : 10.1149/1.2428650 .
  29. ^ Lojek, Bo (2007).半導体工学の歴史. Springer Science & Business Media . p. 120. ISBN 9783540342588。
  30. ^ Lojek, Bo (2007).半導体工学の歴史. ベルリン、ハイデルベルク: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. p. 321. ISBN 978-3-540-34258-8。
  31. ^ Ligenza, JR; Spitzer, WG (1960). 「蒸気および酸素中でのシリコン酸化のメカニズム」 . Journal of Physics and Chemistry of Solids . 14 : 131– 136. Bibcode : 1960JPCS...14..131L . doi : 10.1016/0022-3697(60)90219-5 .
  32. ^ Asif, Saad (2018). 5Gモバイル通信：概念と技術. CRC Press . pp.  128– 134. ISBN 9780429881343. 2023年1月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年10月16日閲覧。
  33. ^ O'Neill, A. (2008). 「Asad Abidi氏がRF-CMOS分野での功績を認められ」. IEEE Solid-State Circuits Society Newsletter . 13 (1): 57– 58. doi : 10.1109/N-SSC.2008.4785694 . ISSN 1098-4232 . 
  34. ^ JE Flood. 電気通信ネットワーク. 英国電気技術者協会, ロンドン, 1997年. 第12章.
  35. ^ 「電話ネットワーク」。The Reverse Phone。2011年6月8日。2012年4月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年4月2日閲覧。
  36. ^ Pauli, Volker; Naranjo, Juan Diego; Seidel, Eiko (2010年12月). 「異機種LTEネットワークとセル間干渉調整」(PDF) . Nomor Research. 2013年9月3日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2012年4月2日閲覧。
  37. ^ a b Drucker, Elliott, The Myth of Cellular Tower Health Hazards、2014年5月2日時点のオリジナルよりアーカイブ、 2013年11月19日閲覧。
  38. ^ 「携帯電話の基礎」 Privateline.com、2006年1月1日、p.2。2012年4月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年4月2日閲覧。
  39. ^米国特許4,144,411 –異なるセルサイズに対応するセルラー無線電話システム– リチャード・H・フレンキエル（ベル研究所）、1976年9月22日出願、1979年3月13日発行
  40. ^パエッチ、マイケル（1993）：米国と欧州におけるモバイル通信の進化。規制、技術、そして市場。ボストン、ロンドン：アーテックハウス（アーテックハウスモバイル通信図書館）。
  41. ^ Colin Chandler (2003年12月3日). 「CDMA 2000とCDMA 450」(PDF) . p. 17. 2024年1月28日閲覧。

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