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5分でわかるデジタル家電のABC Vol.047

発行日： 2008/8/14

5分でわかるデジタル家電のABC Vol.047
【セルラーって何のこと？・・・携帯電話の謎3】
発行：2008.08.14 23:00
配信数：258部
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【メルマガ相互紹介】
「世界ぷらぷら世界一周バックパッカー旅行記」
http://blog.mag2.com/m/log/0000143572
後先考えずに会社を辞めてしまった旅人「たかぷら」の旅の様子や
その時その時の節約旅行に役立つ情報を配信するメルマガです。
WEBサイトの更新より一足先に旅の情報をお知らせします！

＜コメント追記＞
本メルマガ発行者のタカさんとは、トルコのイスタンブール、
ブルガリアのソフィアでお会いしました。(2006年5月)

二人ともメルマガを発行しながら旅をしていたので意気投合。
彼はその後も旅を続け、もう帰国目前。
皆さま、是非ともよろしくお願いいたします。

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【目次】
１．セルラー
２．蜂の巣
３．電波の性質
４．セル
５．周波数の有効利用
６．まとめ
７．次回予告
８．編集後記
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【このメールマガジンの登場人物】

X君：大学生。法律の勉強をしているらしい。
2週間に1回ぐらいの割合で、【私】の家に遊びに来る。
忙しい時は、遊びに来なくなるので注意。

私：電機メーカで、デジタル家電の研究開発に従事している。
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【１．セルラー】

私
「ところで、X君、【セルラー】って聞いたことがある？」

X君
「何なんですか？突然」

私
「だから【セルラー】って知っている？」

X君
「知ってますよ。観たこともありますよ。
あれはなかなか面白かったなあ。確か、ロサンゼルスが舞台ですよね」

私
「それって、映画の話？」

X君
「もちろんそうです。携帯電話が重要な役割をする映画ですよ」

私
「英語では、携帯電話をセルラー(Cellular Phone)と言うからね。
あるいは、モバイルフォン(Mobile Phone)とも言うけど」

X君
「でも、どうして携帯電話のことを【セルラー】って言うのですかね」

私
「【セル】っていうのは、もともと【細胞】のことらしいね」

X君
「何で、携帯電話なのに細胞が？」

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【２．蜂の巣】

私
「細胞が並ぶように、基地局網を構築しているからだよ。
【蜂の巣】のような形状といってもいいかな」

X君
「何でまた、【蜂の巣】？ワケが分りません」

私
「【セルラー方式】というのは、
貴重な電波を有効に活用するために考え出されたものなんだ。

電波の基本的な性質として、
【同じ周波数が近くにあると干渉（混信）してしまう】
というものがあったよね」

（同じ周波数でも干渉（混信）しないような方法もありますが、
とりあえずここでは簡略化して話を進めます）

X君
「そういえば、以前その話題があったような気もします。
もう遠い昔のことで、すっかり忘れていましたが」

私
「それから、携帯電話の場合、
端末の消費電力をできるだけ小さくする必要もある。
バッテリーがすぐに消耗したら、みんな困るよね？」

X君
「そうなんですよ。携帯が古くなると、
バッテリーが切れやすくてとても困っています」

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【３．電波の性質】

今回は、まず、【セルラー】について説明しましょう。
（【セルラー】は【セルラーコンセプト】などとも言う）

まずは、再確認です。

【同じ周波数が近くにあると干渉（混信）してしまう】
というのが電波の性質の一つです。

そのため、テレビやラジオでは、
放送局で（正確に言うと、チャンネル毎に）周波数が決まっています。

また、チャンネルとチャンネルの間には、
電波が混じらないように間隔（使用しない周波数帯域）を作ります。

余談ですが、携帯電話の使用に適した周波数というのがあって、
それは、800MHz（メガヘルツ）から、2.5GHz（ギガヘルツ）ぐらいです。

（NTTドコモのFOMAの場合、800MHz、1.8GHz、2.1GHzがよく使われます）

あまり、低い周波数だと、端末が大きくなりすぎますし、
高い周波数の場合は、設計が難しくなります。

800MHzと、2.1GHzでは、周波数が随分違いますが、
こうして、複数の周波数を使用するのにも訳があります。

（その訳については、そのうち書く予定です）

では、携帯電話の場合、たくさんの加入者が使用するチェンネルを
どうやって確保するのでしょうか？

（余談ですが、専門家には、
【チャンネル】を【チャネル】という言い方をする人もいます）

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【４．セル】

携帯電話では、周波数の有効利用をするため、
干渉を防止するのに【セル】という概念を使います。

ある基地局からAという周波数が出ているとします。
このとき、電波を「わざと」弱く発信します。

例えば（あくまでも例です）半径1000mしか届かないような、
弱めの電波を発信するようにします。

この半径1000mの円をとりあえず【セル】と呼ぶことにしましょう。

ここで、目を閉じてイメージしてみて下さい。

半径1000mの円を重ならないように配置して、街を埋め尽くすのです。
（少しだけなら重なっても可とする）

頭の中に地図を描いて、その地図に円を書きましたか？

そして、周波数Aの隣には、電波が干渉しないように、
周波数の異なるセルを配置します。
（例えば、周波数B、C、Dなど）

【つまり、周波数Aのセルの隣には、周波数Aのセルを置かない】

そうすれば、電波が干渉することはありませんよね？

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【５．周波数の有効利用】

周波数を有効に利用するために、
周波数Aと隣り合わない場所で、周波数Aを再び使用します。

（Aの隣にB、そしてBの隣に再びAを持ってくれば、干渉しない）

そうすると、干渉しないで周波数Aを再び使用できますよね？

こうして、周波数Aを有効に使用することができるのです。

この半径1000mの円（セル）の配置の仕方は、数学的に
【蜂の巣状】が一番効率がよいとされています。
（正六角形を隙間なく並べる方法）

X君
「蜂の巣ですか。携帯に【蜂の巣】って不思議な取り合わせですね」

（以下は余談です）

それから、隣合ったセル同士が、
【同一周波数を使わないようにする組み合わせ】という概念があって、
それを「繰り返し数」と言います。

セルを【蜂の巣状】（正六角形状）に配置するときには、
【4種類以上】の周波数を用意すれば、
ある平面を【セル】で埋め尽くすことができます。

（これも数学的に証明できます）

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【６．まとめ】

携帯電話は、電波の有効利用のため【セルラー】方式を用いている。

セルラー方式では、基地局の電波を弱めに設定し、
小さい領域【セル】をたくさん並べて、
隣り合った【セル】と周波数を変えることで、電波を有効利用している。

セルは、【蜂の巣状】に並べるのが一番効率がよい。

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【７．次回予告】

携帯電話の話の続きです。

その後は、こんな感じでいきたいと思います。

携帯電話（基地局,端末,W-CDMA(FOMA),LTE(S3G),iモード,ワンセグ）
無線LAN、WiMAXなど。
ビデオ、CD、DVD。
FeliCa（Suica、Pasmoなど）
（予定は未定です）
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【８．編集後記】

melma!で8月8日に予定していたスクリーニングは、
（メルマガが正常に届いていないメールアドレスの削除）
急遽8月18日に延期になったようです。
（土壇場で、変更になるというのが不安なのだが・・・）

このスクリーニングにより、皆様のアドレスが削除される不具合が
発生する可能性があります。（過去に疑わしい事例が数件あり）

万一8月18日以降、メルマガが届かない場合は、
こちらから再登録をして頂きます様お願いいたします。
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