基本情報技術者 2018年 秋期 午前（科目A） 問35

携帯電話網で使用される通信規格の名称であり、次の三つの特徴をもつものはどれか。【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論：正解は ア: LTE(Long Term Evolution) で、パケット交換の全IP化・MIMO利用・3GPP標準化の三条件を満たします。
• 根拠：LTEは無線アクセスとコア網をIP化し、MIMOなどの多素子技術を採用、規格は3GPPが策定しています。
• 差がつくポイント：VoLTEやIMSなど「音声もIPで扱う」仕組みやCSフォールバックの歴史的経緯を押さえると確実です。

正解の理由

よくある誤解

• 「VOIPが正解では？」：VoIPは音声をIPで扱う技術でありサービス/protocolの一種であって、携帯無線網の無線アクセス規格そのものではありません。
• 「LTEは最初から音声を完全にパケット化していた」：導入初期は既存の回線交換(CS)網へフォールバックする方式が使われることもあり、VoLTEの普及とともに真のオールIP運用が主流になりました。
• 「MACは携帯通信規格の名称」：MACはOSI参照モデルのデータリンク層のサブレイヤで、規格名ではありません。

解法ステップ

1. 設問の3つの特徴を読み、キーワードを抽出（全てパケット交換、MIMO、3GPP）。
2. 各選択肢の定義を頭の中で照合する（規格名かプロトコルか機能か）。
3. 「3GPPで標準化」や「MIMOを利用可能」という条件を満たすのは無線アクセス規格であると判断。
4. LTEは3GPP標準でMIMO対応、オールIP設計であるため正解と決定。

選択肢別の誤答解説

• ア: LTE(Long Term Evolution)：正解。上記理由の通り、オールIP設計、MIMO対応、3GPP標準の無線アクセス技術です。VoLTEやIMSと組み合わせて音声もパケットで扱います。
• イ: MAC(Media Access Control)：誤り。MACはOSI参照モデルのデータリンク層のサブレイヤー名で、携帯網全体の規格名ではありません。機能の一要素に過ぎません。
• ウ: MDM(Mobile Device Management)：誤り。MDMは端末管理を行うソフトウェア/サービスの略称で、無線アクセス方式や3GPPの無線規格を指すものではありません。
• エ: VOIP(Voice over Internet Protocol)：誤り。VoIPは音声をIPで送る方式／アプリケーション技術であり、携帯電話網の無線アクセス規格そのものではなく、3GPPが直接定義する無線インタフェース規格とは異なります（ただしVoLTEのように携帯網上でVoIP概念を実装する例はあります）。

補足コラム

• LTEと「4G」：LTEは4Gとして位置づけられますが、技術的には段階的な進化（LTE Advancedなど）で本格的な4G要件を満たす仕様が整えられました。
• VoLTEとIMS：LTE自体はIPネットワークですが、携帯事業者が音声をIPで扱うためにはIMS（IP Multimedia Subsystem）やVoLTE仕様が必要です。
• MIMOの効果：MIMOはアンテナ数を増やすことでチャネル容量を増やし、スループット向上や多重化（空間多重）を可能にします。数学的には容量は $C={\log }_2\det \left(I+\frac{P}{N_0}H{H}^{\ast }\right)$ のように表されます（簡略表現）。

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