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2009年02月18日

CDMA



第三世代携帯電話という言葉を聞いた事はありますか?
"3rd Generation"、略して"3G"と言います。

 第一世代: アナログ方式
 第二世代: ディジタル方式
 第三世代: CDMA方式

そう、CDMAとは何か?ディジタルとはどう違うの?
良く聞かれるので、一度、簡単に説明したいと思ってました。



 第一世代携帯電話(アナログ方式)

音声に位相変調をかけて送信する方法。
外乱に弱く、ノイズがのりやすい。データ通信には不向き。

周波数を変えてチャネルを変更する。
これをFDMA(Frequency Division Multiple Access)と言います。



 第二世代携帯電話(ディジタル方式)

音声をディジタル信号(1,0)に変換し、
更に時間方向に圧縮して送信する方法。
ノイズに強いが、ある時突然切れるのが特徴です。

チャネルは、周波数だけでなく、
時間方向にも多重できる(同じ周波数で3人使える)のが特徴。
これをTDMA(Time Division Multiple Access)と言います。



 第三世代携帯電話(CDMA方式)

携帯電話需要の増加と、高速データ通信に対応するため、
チャネル数を増やし、かつ、データレートを上げた通信方式。
雑音レベル以下で通信でき、アメリカで軍事用に開発されたもの。


例えを使って簡単に説明しましょう。

電車が一車両あったとします。
全部で100席。今までの携帯電話は、
100席全て埋まるとそれ以上は乗れない。
又、座席を小さく作っているので、
カラダの大きな人も乗れなかった。

第三世代携帯電話では、
この座席を全て取ったのです!

小さな人(音声)、大きな人(画像)、
色んなサイズの人が乗ることができ、
もし、小さな人(音声)ばかりの時は、
たくさんの人数が乗ることができます。



まあ、こういうことです。


周波数、時間で区切っていたものを止め(座席をとる)、
代わりに、符号(Code)で分割するようにしたのです。
これをCDMA(Code Division Multiple Access)と言います。


Code Division...の、Codeって何?

暗号キーのようなものです。
再度、例えを使って簡単に説明しましょう。

立食パーティーを開催するとします。

そこでは世界中の人が出席していて、
皆が一斉に同じ音量で話をしています。
それじゃ何も聞こえない?
いえ、そんな事はありません。

考えてみてください!

英語で話す人が1組、
フランス語で話す人が1組、
ドイツ語で話す人が1組、
イタリア語で話す人が1組、
そして貴方たち2人は日本語で話します。

ここで重要なことは、
貴方が日本語しか話せないということ。
つまり、ここでは『日本語』が
暗号キー(=符号)ということになります。

さあ、ここで全員で一斉に
同じ音量で話を始めましょう!

貴方は日本語しか話せないので、
英語、フランス語、ドイツ語、イタリア語は
雑音にしか聞こえず、
日本語のみハッキリと聞くことができます。
当たり前ですね!

これを技術用語で拡散利得と言います。
もし日本語と英語を理解できたら、
拡散利得は得られません。



これがCDMAの基本原理なんです。
なんだか分かったような気になってきたでしょう?(笑)


この方式を使うと、
座席を取った車両と同じ状態になり、多重数を変えることで、
簡単にデータレートを上げたりすることができるようになります。

また複数の基地局の電話を同時に受信したりすることができます。
これが、CDMAの大きな特徴です。



 WCDMAとcdma2000

第二世代携帯電話では、日本は独自仕様で開発していました。
その頃、欧州を中心に世界100カ国以上で採用され、
デファクトスタンダードになった”GSM”方式携帯電話がありました。

第三世代携帯電話は、世界共通の規格を作りたかったので、
各国で相談して、同じ周波数帯域(2.1GHz帯域)を使い、
GSMの基幹ネットワークをそのまま流用することを考えました。

これがWCDMAと呼ばれる規格です。

日本は、第三世代で独自仕様を捨て、世界仕様に切り替えました。
基幹ネットワークも新しくしました。世界共通の周波数帯域も抑えました。
だから、普段使っている携帯電話で海外でも使えるようになったのです。


世界にはもう一つ、CDMAの基本特許をもつ
米Qualcomm社が提唱するcdma2000という規格もあります。
cdmaOne(IS-95)という規格の上位バージョンです。

WCDMA、cdma2000問わず、
この会社の基本特許及びLSIを使っている携帯電話端末には、
裏側に、"Qualcomm"の社名が入ってます。

尚、NTTドコモ、ソフトバンクはWCDMA、auはcdma2000です。

第三世代携帯電話(3G)にはその改善規格で、
3.5GのHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)
3.7GのHSUPA(High Speed Uplink Packet Access)
というのもあります。それぞれ受信、送信データレートが改善されてます。
名前を覚えておくと携帯を選ぶとき便利でしょう。



 第四世代携帯電話

第三世代携帯電話は、エレガントなシステムにも拘らず、
一部の会社の特許により、高額なライセンス料を払うことになっています。

この反省を踏まえて、特許に縛られないシステムを開発しています。
現在、規格化が進められているのはOFDMと呼ばれる技術です。

早く実現させて、もっと端末の価格を安くして欲しいですね。


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この記事へのコメント
わかった気になったような・・・(笑)。あはは・・・。

iriekさんはノキアに注目されてるみたいですね!
今度発売される、オバマ大統領も片時も離さない
ブラックベリーはいかがどすか?
Posted by ノラノラ at 2009年02月18日 13:20
すごい情報量に圧巻です。iriekさんは携帯デンワ屋さんより
お詳しいのでは?
四角に囲ったところが、素人さん用ですね!すごく考えられた
と思います。先生って大変です。第4世代に早くなって欲しーい。
Posted by みやちゃん at 2009年02月18日 16:23
>ノラさん
分かったような気になるでしょう?それが秘密です!

オバマのブラックベリーですか?ドコモでしたっけ?
ブログもパソコンでやるので、携帯電話は話せて、
メールが出来ればいい人なんですよね~!
でも・・・・・・・・・・ミーハーだから買っちゃうかも?(笑)


>みやちゃんさん
いえいえ~!でも街の携帯ショップの方よりは詳しいと思いま~す!

今の携帯電話は高すぎです!
次世代になってもさらに機能を追加して、価格は下がらないかも?
・・・だとすると、端末を作るメーカーというより、
キャリア(ドコモ、ソフトバンク等)の企業努力だと思うのです。
日本市場から世界最大のノキアが撤退する訳ですよね。
Posted by iriek at 2009年02月18日 19:25
iriekさん、頭良すぎます。
Posted by 倉石一成倉石一成 at 2009年02月18日 22:15
>倉石一成さん
お久しぶりです!お忙しそうですね!
しばらくブログを休んでませんでしたか?

自分も醤油ラーメンを、しばらくお休みして、
とんこつばっかり食べてました。スイマセン・・・・!?

でも、ちょっと凄いラーメンネタを近日中にupします
・・・というとブログちょくちょく見るでしょう(笑) でもホントです!
Posted by iriekiriek at 2009年02月18日 22:51
あっ・・・休んでました・・・。

でも、代わりに家内が書いてます~。

ちょっとすごいラーメン!!!!

楽しみ!!

あっ、iriekさんとこ、うめ昆布茶って売ってるんですか?
Posted by 倉石一成倉石一成 at 2009年02月18日 23:02
>倉石一成さん
そうそう奥様が書いてましたね~!

ラーメンが凄いというより、これはある意味『偉業』です!

いきなり、梅こんぶ茶ですか?もちろんあります、売るほどに!
粉末タイプ(料理とかにも使える)367円と、角切りタイプ630円があります。
http://www.cha-irie.co.jp/cgi-local/item.cgi
Posted by iriekiriek at 2009年02月19日 00:29
梅昆布茶  おいし~ですよね。
大好きなんです。

今度、しれ~と買いにいきますね。
Posted by 倉石一成倉石一成 at 2009年02月19日 00:42
>倉石一成さん
3度目の書き込み!深夜にチャットするいい大人2名・・・、
しかも、梅こんぶ茶で!(笑)

寒いときに、梅こんぶ茶、旨いですよね~!
焼酎で割るとどうなるのか?ちょっと気になるのです。←はよやれ、すぐやれ
Posted by iriekiriek at 2009年02月19日 00:49
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