携帯端末と基地局

携帯端末（UE）と基地局は、移動通信システムの無線区間を構成する主要要素です。携帯端末は利用者の音声・データと無線信号を相互変換してネットワークへ接続し、基地局は担当するセル内の複数端末と無線通信を行って、無線アクセスネットワークからコアネットワークへ中継します。

■ 試験で押さえるポイント

• 携帯端末は3GPPではUE（User Equipment）と呼ばれ、スマートフォンだけでなく、タブレット、モバイルルータ、通信モジュール又はIoT機器も含みます。端末装置と、加入者識別・認証用の情報を保持するSIM／USIMは役割が異なります。

• 基地局の代表的な名称は、2GのBTS、3GのNode B、LTEのeNB（eNodeB）、5GのgNBです。世代ごとに構成と機能分担は異なりますが、端末との無線送受信、無線資源の割当て及びアクセス網への収容を担います。

• 基地局は周波数、時間、符号又はサブキャリア等の無線資源を端末へ割り当て、変調・符号化方式や送信電力を無線品質に応じて調整します。アンテナだけを指すのではなく、無線処理・制御機能を含む設備です。

• セルは一つの無線サービス領域です。一つの基地局サイトが指向性アンテナで複数のセクタセルを形成することがあり、基地局とセルが常に一対一とは限りません。マクロセル、スモールセルなどは主にカバー範囲や送信電力、設置目的が異なります。

• 端末が移動すると、測定した受信品質などを基に接続先セルを切り替えるハンドオーバを行います。圏外は基地局との無線リンクを確立できない状態であり、基地局へ接続できてもコアネットワークや外部サービスの障害で通信できない場合はあります。

• 加入者認証、移動管理、セッション管理及び外部データ網への接続にはコアネットワークも関与します。無線区間の暗号化だけで全経路が保護されるわけではなく、偽基地局への耐性、端末・SIMの保護、基地局から先のネットワーク保護も必要です。

■ 過去問での着眼点

携帯端末と直接無線通信して無線資源を割り当てるのが基地局で、加入者管理や外部網への接続を含む移動通信全体を基地局だけで処理するわけではありません。端末、基地局を含む無線アクセスネットワーク、コアネットワークの役割を分けます。また、基地局設備、アンテナ、セルという用語は一対一とは限りません。LTEはeNB、5GはgNB、端末はUEという世代別の名称も押さえます。

例: 走行中のスマートフォンが隣接セルの電波品質を測定し、LTEのeNB AからeNB Bへ接続を切り替える処理がハンドオーバです。SIM／USIMの加入者情報は認証に使われ、通信先インターネットへの接続は基地局からコアネットワークを経由します。