１．携帯電話網の位置づけ ❒固定電話網やインターネットとも相互に接続されている。 固定電話 ＰＣ POI：Point Of Interface (相互接続点) ここ モバイル端末 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 1 ２．インターネットや固定電話との接続構成例 モバイル端末 ＰＣ 固定電話 KDDI．冲中氏資料（2001）に 加筆 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 2 ３．携帯電話に電源を入れると・・・ ❒基地局との交信により、端末の確認（認証）、端末の位置の 登録（下図③）が行われる。 基地局 基地局 このカードには、どんな 情報が入っている？ 携帯電話の位置とは、具体的には どんな情報か？ USIM：Universal Subscriber Identity Module 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 http://www.a2a.jp/resources/mobile_phone.pdf 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 3 ４．USIM/UIMカード（ICカード） 国際的な加入者識別番 号：国番号+事業者番号 +加入者番号で構成。3G やGSMで利用 http://www.a2a.jp/resources/mobile_phone.pdf 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 （注）IMSI：International Mobile Subscriber Identity 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 4 ※ ミニ／マイクロ／ナノＳＩＭカード ❒SIMカードのサイズ mini →幅15mm×奥⾏き25mm×厚み0.76mm micro→幅15mm×奥⾏き12mm×厚み0.76mm nano →幅12.3mm×奥⾏き8.8mm×厚み0.67mm iPhoneからSIMカードを取り出す方法 YouTube （1:14） docomo P-01E SIM(FOMA)カード取り外し 方 - YouTube （0:26） http://ja.wikipedia.org/wiki/SIM auスマートフォン SIMカードの入れ替え （ISW11SC→IS12S） - YouTube （3:06） 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 5 ※ ＳＩＭロック･フリー（解除）とは ❒SIMロックとは ・SIMカードを発行する通信事業者（A社とする）が、A社の携帯電話端末にカード を装着し、対応する通信回線を用いない限り、携帯電話サービスを利用できな いように制限していること。 ・SIMカード発行事業者、携帯電話端末、通信回線事業者がくくりついている形態。 ❒SIMロック･フリーとは ・上記くくりつけの制限が解除されていること。 ・例えば、A社発行のSIMカードとA社以外の携帯電話端末・通信回線との組み合 わせでも携帯電話サービスを受けられる。 ・SIMロックの解除は、2011年の4月～。対応したのは、ドコモ＞ソフトバンク＞ａｕ ❒SIMロック･フリーの義務化 ・背景：①キャリアを変更すると端末も変更しないといけない。②スマホの普及・端 末のキャリア間の差が減少 ・2015年5月1日から、SIMロック解除を義務化（総務省） ・MVNOの促進も狙い（機種変更なしにMVNOへの移行など）。 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 6 ５．端末の認証処理 ❒端末は基地局からもらった乱数（ﾁｬﾚﾝｼﾞ）に対し計算結果（ﾚｽ ﾎﾟﾝｽ）を返却。基地局でも同じ計算を行い一致したら認証OK。 加入者情報（数式ｆ、鍵kを含む）は外に出さない。 端末 基地局 http://www.a2a.jp/resources/mobile_phone.pdf 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 7 ※ チャレンジ・レスポンス方式の概要 CHAP 【 Challenge Handshake Authentication Protocol 】 PAP 【 Password Authentication Protocol 】 ❒チャレンジＣが毎回異なる→レスポンスＲも毎回変わる。 ❒パスワードＳはクライアント、サーバのそれぞれに秘密裏に保持 ❒ｆは一方向ハッシュ関数→Ｃ，Ｒが盗まれても、Ｓは求まらない。 クライアント ﾊﾟｽﾜｰﾄﾞS 認証サーバ ①ﾁｬﾝﾚﾝｼﾞC（乱数） ﾊﾟｽﾜｰﾄﾞS ハッシュ関数 ｆ（C、S） ②ﾚｽﾎﾟﾝｽＲ R＝ｆ（C、S） 登録済みのﾊﾟｽﾜｰﾄﾞSと 以前送信した ﾁｬﾚﾝｼﾞCのﾊｯｼｭ値を計 算し、受信したﾊｯｼｭ値R と比較 ③許可または拒否 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 結果 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 8 ６．携帯電話の番号 ❒携帯番号 プレフィックス 11桁（H11.1.1～）：3桁＋加入者番号（8桁）。 ※固定電話番号 10桁：0＋5桁（市外・市内局番、先頭1桁は下記）＋加入者番号（4桁） http://www.a2a.jp/resources/mobile_phone.pdf 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 9 ※H25年11月から070から始まる番号も http://www.soumu.go.jp/main_content/000200623.pdf 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 10 ７．携帯電話の素朴な疑問 Ｑ１．相手がどこに Ｑ２．新幹線で高速移動 居てもつながる。 中も通話が続けら どうして？ れる。どうして？ 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 11 ８．番号だけでなく位置も知って相手へ接続 携帯電話の ネットワーク 位置情報 090-BBBB-CCCC ⇔ｴﾘｱXYZ ②相手の位置 を問合せ ①相手番号を プッシュ ③経路接続と 呼び出し ④応答 携帯番号 090-BBBB-CCCC 半径は 数km程度 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 エリアＸＹＺ 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 12 ９．位置はホームメモリ局（HLR）で一括管理 ホームメモリ局 （HLR） 電話番号 090-3456-**** 090-3457-&&&& ・・ ・・ データベース ｴﾘｱｺｰﾄﾞ Ｃ Ａ→Ｂ (4) 共通線信号網 (3) (5) 制御局 制御局 制御局 基地局 (6) ｾﾙ (1) 090-3457-&&&& エリア Ａ (2) 食い 違い 090-3456-**** (7) エリア Ｂ 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 エリア Ｃ （1)端末は基地局からのエリ アコードと端末内のコード とを常時照合。 （2)移動により不一致なら、 位置更新要求を制御局へ （3)制御局はホームメモリ局 へ更新要求を送信 （4)ホームメモリ局にて、エリ アコードをＡからＢへ更新 （5）、（6）確認信号 （7)端末内のエリアコード情報 を更新 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 13 参考 位置情報の例（NTTドコモの場合） http://www.nttdocomo.co.jp/p_s/imode/iarea/iareaweb/kanto/content/052-00_l.html 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 14 １０．通話しながら移動していると 制御局 基地局 Ａ チャネル ＃ｉ ハンドオーバ 基地局 Ｂ チャネル ＃j セルＢ セルＡ 基地局Ａよりも基地局Ｂの電波が強くなると、通信チャネルを切り替える（ハンドオーバー）。 －ハード・ハンドオーバ：基地局Ａと切断してから基地局Ｂと接続 －ソフト・ハンドオーバ：両基地局接続状態ののち基地局Ａと切断(無瞬断) 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 15 １１．携帯電話への接続と通話の維持 ❒端末の位置情報を取得し着側交換機までパス接続。無線にて着信端末に接続。 移動通信網（各社独自に構築） 関門移動 通信制御局 ①最寄の基地局制御装置Ａへ ②着端末の位置登録エリア を取得 ③着端末側制御局Ｂへ ④配下全基地局から 一斉 呼び出し ⑤着端末応答。基地局２を 介して通話。 ⑥通話中、端末が隣のゾーン へ移動。制御局で基地局３ へ切り替え（ハンドオーバと いう）、通話を継続 中継線 固定電話網 ＰＯＩ ③ ① 固定 電話網 ② 加入者移動通 信制御局Ａ ｾﾙ 加入者移動通 信制御局Ｂ 位置情報 ・ ・・・ ｾﾙ ホームメモリ 局 ・ ・・・ ｾﾙ ④ ④ 基地局 発信者 090-****-**** をﾀﾞｲﾔﾙ ④ ⑤ 制御エリアＡ （位置登録ｴリア） 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 １ ２ 制御エリアＢ （位置登録ｴﾘｱ） ⑥ ３ 090-****-**** （着信先携帯電話） 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 16 １２．家庭の固定電話と比較してみると・・・ 項 目 固定電話 サービ スの実 現 持ち運べない 電話機 家族で共用 局とつなが 見える る回線 →有線 通話相手と 電話番号だけ の接続 分かれば 通話中の 同じままでよい ﾈｯﾄﾜｰｸ経路 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 携帯電話 持ち運べる 個人で利用 見えない →無線：ﾜｲﾔﾚｽ 電話機の位置も 分からないと 変えないと切れ てしまう 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 17 １３．他事業者NW下でも通話可能に（ﾛｰﾐﾝｸﾞ） ❒ローミングとは 他事業者のネットワーク（NW）配下でも通信できるようにする技術。 海外の場合は、「国際ローミング」と呼ばれる。 ❒可能とするための条件 HLR 業者間NWの接続、料金 の契約、基地局との間の 周波数や通信方式の整合 など。 ＨＬＲ：Home Location Register GLR：Gateway Location Register VLR：Visitor Location Register GLR ❒接続方法 ＨＬＲ、ＶＬＲ（あるいはＧＬＲ） に保持されたローミング 端末の位置情報や認証 情報を利用 VLR VLR 契約事業者のNW 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 VLR ローミング先事業者のNW 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 18 １４．携帯電話に必要な基本技術（まとめ） (1)端末の認証：正当な端末であることの確認 ・電源投入時に実行される。 ※電源投入時には、以下の端末位置登録も実行される。 (2)端末位置の登録処理 ・①電源投入時、あるいは②移動によって制御エリアが変わる毎 に実行される。 通話していない時でも電源ＯＮ状態なら実行される。 ・通信網のホームメモリ局（ＨＬＲ）へ登録される。 注）HLR：Home Location Register (3)ハンドオーバ（通話中のチャネル切り替え） ・通話中に、移動によってセルが変わる毎に実行される。 ・端末－基地局間の無線チャネルを切り替える。 通ﾈ第6回（0515･0518） 携帯電話の基本方式 流通経済大学 Ⓒ増田 ２０１５ 19
© Copyright 2025 ExpyDoc
