移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ237

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査
Systematic Survey of Technological Developments in Mobile Communication Terminals/Portable Telephones

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森島 光紀 Mitsunori Morishima■ 要旨
本報告書は今日の「ケータイ」の基礎を作り出した約100年の歴史、技術の発展過程、サービス事業者の変遷、技術発達と社会・文化・経済・行政・海外の関わり、国際標準化活動、技術の系統化、日本のオリジナル技術の強みと弱み、課題と考察等の調査成果である。
日本の初期の無線通信は、自主技術開発中心で発展してきた。
「志田林三郎」はマルコーニの無線通信に10年先駆けて1885年、隅田川での導電式無線実験に成功、電気学会を設立し、「無線通信の実用化，更に光通信・録音・録画等のシステムの実現」を予想した。1896年、無線通信の研究が、逓信省の研究機関で開始された。1897
年、「松代松之助」は、文献だけを頼りに東京湾1海里の無線電信実験に成功した。1925年、八木秀次・宇田新太郎の「八木・宇田アンテナ」の発見は世界的な発明であった。
国産の「36式無線電信機」が、日露戦争で大活躍した。1912年、携帯電話の祖先の「TYK式無線電話」が、発明された。1940年代、中波・短波帯の無線電話が、国産技術で実用化された。移動通信が一般に普及したのは、第二次世界大戦後で、超短波帯での「警察無線」、「船舶電話」、「列車電話」、1967年、「自動交換接続による都市災害対策用可搬型無線電話システム」が開発された。1968年、「ポケットベル」の開始、1970年、大阪万国博覧会で電電公社から「日本初の携帯電話」が、出展された。これらの技術が、携帯電話やコードレス電話へ応用されている。1979年、世界初の800MHz帯を利用する「自動車電話」（体積7,000cc、重量約7kg）が、サービスされた。
1985年に施行された通信自由化により、NTT以外の新規参入会社による自動車電話サービスが、開始された。
1987年、日本初の「携帯電話」（体積500cc、重量750g）サービスが開始された。1991年、第一世代の「世界最小最軽量のアナログ携帯電話」の導入、1993年、第二世代の「デジタル携帯電話」の導入、1994年、端末の自由化で自由競争時代に入った。1999年、携帯電話のインターネット接続サービスが導入され、2000年、「カメラ付携帯電話」が登場した。2001年、第三世代の「次世代携帯電話」が世界で初めて導入された。
これまでの移動通信の技術開発テーマは、伝送品質向上、大容量化、広域化、個人装備化、サービスの多様化などである。具体的には、周波数有効利用技術、無線機器技術、小型・軽量・経済化技術、実装技術の開発が推進されてきた。伝送方式の変遷は、モールス信号、アナログ方式、デジタル方式そしてインターネット、マルチメディア化へ、伝送メディアは音、データ、画像、映像へと進展している。
移動通信発展の特徴は、社会や経済活動の複雑化、効率化、高度情報化にともなって多様な移動通信が発展してきた。携帯電話とインターネットの融合が、世界に誇る「携帯文化」を生み出した。携帯文化は、時代ともに、第一世代で「ビジネスの利便性の確立」、第二世代で「人間本質の友文化の確立」、第三世代で「多様化とパーソ
ナル文化の確立」へと進展している。
誰でも使用できる制約のない、人間性重視の、使いやすく、安全で、安心な「わがままなユビキタス通信端末」の開発推進が重要である。

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ238■ Abstract
This report is the result of an investigation of the development process of approximately 100-year history of communication
technology, which provides a basis for today s "KEITAI （portable telephone）", the changes undergone by service providers, theinteraction of technological developments with society, culture, economy, radio wave administration and other countries, international standardization activities, technological systematization, strength and weakness of Japan s unique technologies and the pertinent issues and considerations among others.
Initially, Japan s wireless communication evolved around independent technological developments: Dr. Rinsaburo Shida successfully conducted an experiment on electromagnetic guidance at the Sumida River in 1885, ten years before Marconi s communication test, and established the Institute of Electrical Engineers of Japan and predicted the practical use of wireless communication and the realization of systems for optical communication, audio recording, picture recording and others. In 1896, research on
wireless communication began in the research laboratories of the Communication Department of Japan. In 1897, Dr.
Matsunosuke Matsushiro succeeded in a radiotelegraphy experiment over one nautical mile in Tokyo Bay with the help of technical literature only. In 1925, Dr. Hidetsugu Yagi and Dr. Shintaro Uda invented the "Yagi-Uda antenna", a world-class invention.
The domestically-produced Type 36 radiotelegraph played an important role in the Russo-Japanese War. In 1912, the "TYK
wireless telephone", a predecessor of the portable telephone, was invented. Subsequently, domestically-developed and -produced
medium-wave and short-wave wireless telephones were put into practical use in the 1940s. Yet it was after World War II thatmobile communications became accessible to the public. VHF-wave police radio, maritime telephones and train telephones wereintroduced. A portable telephone system using an automatic exchange connection was developed in 1967 for urban disasters.
The "pager" service was introduced in 1968. In 1970, Japan s first portable telephone was exhibited at Expo 70 by Nippon
Telegraph and Telephone Public Corporation（NTT）. These technologies were applied to portable and cordless telephones. In
1985, a car telephone （about 7 kg in weight and 7,000 cc in volume）using the 800-MHz band was introduced for the first timein the world. It was only after the deregulation of the telecommunications sectors enforced in 1985 that car telephone services
by companies other than NTT began. In 1987, Japan s first service for "portable telephone"（500 cc in volume and 750 g inweight）began. In 1991, an analog telephone, the world s smallest and lightest first-generation portable phone, was introduced.
In 1993, "a digital portable telephone" of the second generation was introduced. With the deregulation of telephone terminals
in1994, an age of free competition started. In 1999, Internet connection services for portable telephones were introduced. In 2000,"portable telephones with a built-in camera" were introduced in the market. In 2001, a third-generation advanced portable telephone was introduced for the first time in the world.
The technological development themes in mobile communication have been for transmission quality improvement, larger
capacity, wider coverage, personalized equipment development, diversification of services, etc. In particular, technologies for
effective use of frequency resource; wireless equipment, size/weight/cost reduction and packaging/mounting have been promoted. Over the years, the signal transmission system evolved from Morse code to analog, to digital, and finally to Internet multimedia. The transmission media have advanced from sound only to data, to pictures and to video. Various mobile communication
features have been developed along with complexity, efficiency improvement and high-networked information in socioeconomic
activities. A marriage of the portable telephone and the Internet led to the birth of the "KEITAI culture" now highly reveredaround the world. The "KEITAI culture" progressed from the "establishment of the convenience in business activities" in thefirst generation, to the "establishment of the companionship culture inherent to the nature of humankind" in the second generation and to the "establishment of a diversified and individualized culture" in the third generation.
What really matters is the technology development for a "self-willed ubiquitous communication terminal" which is usable byanyone without any restrictions, oriented for human nature, easy to use, safe and untroubled.

■ Profile■ Contents

森島 光紀 Mitsunori Morishima

1.はじめに................................................................239

国立科学博物館産業技術史資料情報センター主任調査員

2.公衆移動通信の発展経緯概要.............................2403.無線の黎明期........................................................249

昭和38年3月

日本大学理工学部電気工学部卒業

昭和38年4月

NEC 移動無線事業部開発部入社
移動通信機器（自動車電話）の開発、
NEC Australiaで自動車電話技術総括、
次世代携帯電話の標準化、主席技師長

平成5年2月フォード自動車（日本）（株）技術開発研究所入社、欧州デジタルラジオ・ITSの研究開発

平成13年1月

森島技術士事務所を設立（移動通信・ITS）

平成17年4月

国立科学博物館産業技術史資料情報センター
主任調査員
技術士（電気・電子部門）、
科学技術鑑定センター委員（日本技術士会）、
著書：「動く電話」NEC文化センター、1990「ISDN時代の移動体通信」、1992、オーム社ほか

4.第一世代のアナログ化の揺籃期から実用期......256
5.第二世代のデジタル化の成長期.........................271
6.第三世代のパーソナル化の拡張期 .....................277
7.携帯電話の技術発展の系統化分析 .....................283
8.今後の課題と考察 ................................................296
9.あとがき................................................................299

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ239

1 はじめに通信の究極の目的は「いつでも、どこでも、だれと（2）システム技術・無線機器技術

でも通信できる」ことである。これを実現できるのは交換、無線、電話機、デバイス等のあらゆる通信の総移動通信しかない。今まで、色々な移動通信が発展し合技術、人間とのインターフェース技術、てきたのはそのためである。一方社会、経済活動の複*送受信機 *アンテナ *デスプレイ *デバイス・部品

雑化、効率化、高度情報化にともなって、移動通信は*シンセサイザ部 *電力増幅器 *電話機 *制御部 *制御

益々重要になってきた。

ソフトウエア *信号処理技術 *符号誤り訂正技術 *人間

対象移動体も船舶、列車、自動車、航空にとどまら性重視（操作性、快適性）の多様化のインターフェース

ず、携帯電話のパーソナル化へ、サービスエリアは室内、構内、地下、都市内、全国、全世界へ、さらに多（3）小型・軽量・実装技術・経済化

様化、大容量化、高速化へ、伝送メディアは音、デー*低消費電力化*回路動作電圧*プリント基板

タ、画像、映像へ推進している。携帯電話のインター*LSI・VLSI・マイクロプロセッサ*リードレス部品、

ネット接続、カメラ実装、放送との連携へ推進されてチップ部品 *デジタル処理化（マイクロプロセッサ応

ユビキタス移動通信時代

用）*表面実装技術,接続技術 *高エネルギ電池 *実装を迎えている。

今日の携帯電話の基礎を作り出した、これまでの移技術 *システム及び機器価格の低減など

動通信端末、携帯電話技術の発展を系統的に調査した。

1.3 実体、資料の所在調査の進め方

1.1 具体的な調査項目

日本の産業技術の発展を支えた資料や歩みを示す実（1）1）無線の黎明期、2）第一世代アナログ化、3）

物資料を、「産業技術史資料」と位置づけ、関連する

第二世代デジタル化、4）第三世代パーソナル化に分博物館、展示館、会社、大学、官庁などと協力して、類してその開発過程を調査した。

どこにどのような形で残されているかを調査した。多（2）陸上公衆通信の自動車電話、携帯電話の端末機数の方々からデータの提供を頂いた。

の技術変遷を日本中心に調査した（基地局、ネット
ワーク関連及びコードレス電話、移動データ通信等

1.4 目次の説明は除く）。
（3）サービス事業者の新規参入、競争、統合などの活第2章を読めば「携帯電話の歴史と技術の発展経緯」

動の変遷も調査した。

の全貌を把握出来るようにした。

（4）技術開発が社会・経済・行政・海外等とどう関係し第7章には、移動通信の技術の発展の経緯を基に、製ていたか、他の技術（インターネット技術等）との関連

品の歴史、技術の歴史、文化の歴史を指標に携帯電話はどうであったか等の技術系譜を調査した。

の技術発展の系統化分析を試みた。

（5）国のかかわり、国際標準化活動等の変遷も調査した。

さらに世界に誇れる「携帯文化」、携帯電話の日本オ
リジナル技術の強みと弱みなども記述した。

1.2 主要関連技術の変遷の系統化

第8章には、携帯電話は国民の1人に約1台まで普及したが、普及につれて、さまざまな社会問題も引き起

移動通信技術の発展過程を系統的に系譜化するためこしている。世界のリーデング国として、「ユビキタに主要関連技術を調査した。製品の歴史、技術の歴史、

ス移動通信時代」を推進するための将来の課題と考察

文化の歴史を指標に分析を試みた。

を示した。

移動通信の技術開発テーマは、今日の「デジタル時代」に、先人の残した「アナロ（1）周波数有効利用技術*高周波数帯の開発

グ及びデジタル技術」の発展過程で得られた知識、経*無線チャネル間隔の狭帯域化*チャネル数*マルチチャネル技術*変復調方式*音声符号化

*無線ゾーン験、そして確立された技術の系統化を調査した本報告書が、今後の「ケータイ」の技術開発の方向になにがしかの示唆が見出されれば幸いである。

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査239

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ240

2 公衆移動通信の発展経緯概要

1,2

携帯電話の歴史と技術の発展経緯の全貌を示す。公
衆移動通信の歴史、自動車・携帯電話事業者の歴史、

2.2 自動車・携帯電話の発展

移動通信技術の特徴の概要を述べる。
（1）自動車・携帯電話の推移と加入者数推移

2.1 歴史と発展経緯

1）第一世代「アナログ自動車電話と世界最小最軽量
携帯電話の導入」：1979年小ゾーン方式のアナログ自国内、海外、電気通信情勢、出来事/世相の関連の歴史を調査した（表2.1：章最後）。

動車電話が導入され、1985年通信自由化で新規参入会
社が参入して以来順調な発展を遂げた。1990年世界最実験段階の「無線の黎明期」、音声中心の自動車電

小最軽量携帯電話（ムーバ）が導入された。

話の「第一世代のアナログ化」、携帯電話・低速デー2）第二世代「デジタル携帯とインターネット接続サ

タ通信の「第二世代のデジタル化」、マルチメデア・ービスの導入」：1993年デジタル携帯の導入、保証金

高速データ通信の「第三世代パーソナル化」の発展に廃止、1994年端末自由化により自由競争時代になった。

分類した。

1999年「iモード」、「EZウェブ」、「Jスカイ」のインタ

無線の黎明期には「無線電信」が日露戦争で大活躍

ーネット接続サービスが導入され、2000年カメラ付携した。その後中波・短波帯の「無線電話」が国産技術帯が登場した。

で実用化された。移動通信が一般に普及してきたのは、

3）第三世代「高速通信の携帯電話機の世界で初めて第二次世界大戦後で、戦後の復興につれてどこからで導入」：IMT2000（International Mobile Telecommunication

も情報を伝達できる移動通信が警察、海運界などから

2000）という第三世代の無線通信技術の開発が世界で競要望され、超短波帯の警察無線の実用化後、人命の安われてきた。日本は一歩リードしている。実用化に向け全確保と運転効率の向上に貢献する船舶電話、列車電標準化や制度整備等を早くから推進され、2001年10月

話、情報伝達に便利なポケットベル、自動車の普及にには、NTTドコモグループがW-CDMA（Wideband

より自動車電話が開始された。そして1985年に施行さCode Division Multiple Access）方式の第三世代携帯

れた通信自由化により、NTT以外の新規参入会社に電話を世界で初めて開始し、2002年4月にKDDIグルー

よる自動車電話が開始され、1994年の端末の自由化でプがCDMA2000（Code Division Multiple Access

自由競争時代に入った。移動通信が経済的な社会活動

2000）方式で、同年12月にはJ-フォン（現ボーダフォの効率化に不可欠な手段として認識される時代になン）がW-CDMA方式でそれぞれサービスを開始した。

り、アナログ携帯電話、コードレス電話、航空機電話、

2005年10月末において、第三世代携帯電話の契約数は

衛星移動電話、デジタル携帯電話、PHS（Personal

3,933万加入となり、順調に増加している。

Handy-phone system）電話、第三世代パーソナル携2005年3月末における携帯電話の契約数は8,700万契約で帯電話と発展して、ユビキタス時代を迎えている（図ある。そのうち携帯インターネット（携帯電話を使っ

2.1、図2.2：章最後）。

たインターネット接続サービス）は7,515万契約（86.4％）、
うちカメラ付6,637万加入（76.3％）に達している（図2.3）
。

図2.3

240

自動車・携帯電話の加入者推移 3

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ241（2）携帯インターネット普及状況の国際比較 2
我が国の情報通信の伸びはすさまじい。中でも携帯（Nordic Mobile Telecommunication System）、米国
AMPS（Advanced Mobile Phone Service）の4方式

電話関連での実績は顕著だ。圧倒的にほかの国をリーがサービスされた。

ドしている。2004年9月末現在を示す（図2.4）。

2）第二世代（デジタル）
世界で日本PDC（Personal Digital Cellular）、欧州のGSM（Global System for Mobile Communications）、
米国のTDMA（Time Division Multiple Access）とcdma One（ 米 国 コ ー ル コ ム 社 の CDMA： CodeDivision Multiple Access）、そしてPHS（日本のPersonal Handy phone System）の5方式がサービスされている。
3）第三世代（高速データ通信）
20年前からITUで世界の携帯電話の標準化を推進し

図2.4

携帯電話のインターネット対応比率

諸外国・地域の携帯インターネットの普及状況の各
国・地域の主要な事業者における携帯電話契約数に占てきた結果2方式に集約された。我が国も多大な貢献をしてきた。第四世代で統一出来ることを期待したい（図2.6）。

める携帯インターネットの契約数の比率をみると、我が国が94％と最も高く、次いで韓国、中国が続いており、アジア諸国が携帯インターネットの普及を牽引している。
（3）携帯電話の加入者数と普及率の国際比較 3
2003年末のITU（International Telecommunication
Union）資料によれば、中国が2.7億人（普及率21%）で世界一である。米国が1.6億人（普及率54％）で2位、日本が0.87億人（普及率68％）で3位である。普及率が高い国は香港（普及率106％）、イタリア（普及率102％）、
スペイン（普及率92％）、ポルトガル（普及率90％）で

図2.6

自動車・携帯電話方式の変遷 4ある。普及率が低い国はインド、ロシア、フィリッピ
ン、ブラジルである（図2.5）。

2.3 自動車・携帯電話事業者の歴史（1）サービス事業者は当初6社から現在4社へ
1979年にNTTが自動車電話サービスを開始した。
その後自動車に限らず利用できる携帯電話サービスへ発展した。NTT以外の新規参入業者が登場し、1988
年に日本移動通信（IDO）が、1989年にセルラーがサービスを開始し、さらに1994年にツーカーセルラー、
デジタルホン、1996年にデジタルツーカーが参入した。
1992年にはNTTからNTT移動通信網が分離した。

図2.5

携帯電話の加入者数と普及率の国際比較（注：普及率：人口100人あたりの％を示す）

1994年には端末の自由化（売り切り制）が導入され、爆発的な携帯電話の普及がはじまった。
1999年に日産がツーカーを手放したのに伴い、再編（4）世界の自動車・携帯電話方式の変遷が行われ、デジタルツーカーはデジタルホンに売却さ

１）第一世代（アナログ）れた。この時にデジタルグループはJ-フォン（デジタ

世界で日本の自動車電話、英国TACS（Total
Access Communication System）、 北 欧 NMT

ルホンとデジタルツーカー）の商号になった。
2000年にはIDOと第二電電（DDI）とKDDが合併し移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査241移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ242てKDDIが設立されたのに先駆けてIDOとセルラーはau事業を開始した。さらにKDDIに吸収された。

2.4 移動通信技術の特徴

1

2003年にはJ-フォン（J-Phone）は、イギリスの携帯電話事業者Vodafone社に買収されボーダフォンになった。

移動通信の特徴は、1）通信の究極の姿、2）無線で2005年現在は四つのグループがサービスを提供してしかできない、3）あらゆる通信技術の集積、4）ユーいる。2005年10月ツーカセルラーはＫＤＤＩに吸収合

ザーによる直線の機器操作、5）使用できる無線周波併され三つのグループになった（表2.2、図2.7：章最後）。

数帯がかぎられる、6）過酷な電波伝搬条件と使用環

表2.2

自動車・携帯電話事業者の概要

境、7）大きい受信レベルの差、８）端末機の経済性等であり、また社会情勢やニーズから、9）通信量情報の増加、10）移動範囲の拡大、11）利用形態の拡大等が求められ、これらの技術開発が推進されてきた。
（1）移動通信技術の代表的な製品
日本の移動通信技術を支えてきた代表的な製品を次（2）事業者のサービスの変遷に上げる（図2.8：章最後）。

各携帯電話事業者は、当初は音声通話機能のみを提「無線の黎明期」：

供していたが、1999年からパケット通信や回線接続に*1903年日本初のよるインターネットサービスを開始した。これによっ

TYK式無線電話 *1967年都市災害無線電話 *1970年日て電子メールやウェブの閲覧が可能となった。それと本初の大阪万博の携帯ともに表示用液晶も拡大し、カラーや精細化が進んだ。

「第一世代のアナログ化」：

36式無線電信機*1912年日本初のまた、別個に着信音としてメロディを鳴らす着信メ*1979年日本初の第一世代（NTT）自動車電話

ロディが人気を呼び、さらには着信時にボーカル音も（TZ801）*1985年/1989年可搬型（100,203）*1989年携含めた音楽をダンロードできるサービスも開始された。

帯型（TZ803B）*1989年マイクロタック（モトローラ）

J-Phoneが2000年に開始した「写メール」サービス*1991年ムーバ（TZ804）

は、携帯電話にカメラを搭載して非常に人気となり、「第二世代のデジタル化」：

その後各事業者が追随し、カメラ機能は標準的なもの*1992年デジタルムーバ *1999年第二世代携帯：iモーと位置付けられ、デジタルカメラの普及機なみの性能

ド（ドコモ）のものも出てきた。この写真を電子メールで送受信す「第三世代パーソナル化」：

ることなどから、メールの容量や液晶の進化も進み、*2001年世界初の第三世代携帯（FOMA）等である。

さらに動画を撮ったり再生したりといったサービスも行なわれている。さらにゲームや実用的なアプリケー

参考資料

ションなどが提供され、市場も拡大している。その他、

1 森島光紀：「動く電話」、C&C文庫、日本電気文化

地上波テレビ、GPS、FMラジオ、テレビ電話機能などが普及してきた。
第三世代携帯電話への進化によって、通信速度や音質が向上し、多機能化され、さらにパケット通信の定額化も行なわれている。
携帯電話端末は当初はレンタル制で、売り切り制が導入され、保証金が不要になり普及が進んだ。さらに1円端末といった超低価格端末を提供し、街頭で配るなどしたために、端末価格は大きく下落した。本来は数万円以上するはずの端末が、契約を取ることに対して代理店に対して事業者からインセンティブと俗に呼ばれる奨励金が出るために、代理店は安売りが可能となり競争が激化している。

242

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

センター、1991年5月27日第2版
2 情報通信白書

平成12〜17年版

3 TOPページ、「第4章電気通信をめぐる海外の動向」社団法人電気通信事業者協会
4 「携帯電話の不思議」、
パナソニックモバイルコミュ
ニケーションズ（株）、（株）SCC

表2.1

公衆移動通信の歴史

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ243

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査

243

表2.1

公衆移動通信の歴史

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ244

244

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March図2.1

公衆移動通信の発展経緯

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ245

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査245

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ246

図2.2 公衆移動通信（自動車・携帯電話）の方式経緯246

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March図2.7

自動車・携帯電話事業者の変遷

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ247

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査

247

図2.8

自動車・携帯電話端末機の技術変遷

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ248

248

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ249

3 無線の黎明期（1947年以前）
3.1 無線技術の初期（1929年以前）（1）電波は誰がいつ発見したか1
次の四人の物理学者が電波の発見に貢献した。フラ
ンスのアンドレ・マリー・アンペア（Andre Marie
Ampere）が電気の流れる電線の回りに磁場ができる
ことを1820年に関係づけた。イギリスのマイケル・ファラデイ（Michael Faraday）は銅線を丸く巻いたコ
イル中に磁石を出し入れすると、コイルに電流が流れ

写真3.1

志田林三郎 6る現象を1831年に発見し電波発見のきっかけとなっ我が国でもマルコーニの電波による通信の1年後のた。イギリスのジェームズ・クラーク・マクスウェル

1896年には無線通信の研究が逓信省の研究機関（電気（James Clerk Maxwell）がファラデイの考えを発展試験所）の松代松之助技師により開始された7。

させ、1864年に電気と磁気が一体で伝わる波動の存在を理論的に証明し（電磁方程式）、光は電磁波の一種

これには志田らによる先駆的試みの影響があったものと推察される。

類であることを予言した。この理論を「火花放電発生器」による実験で確かめたのがドイツのハインリッ
ヒ・ルドルフ・ヘルツ（Heinrich Rudolf Hertz）で（3）ヘルツが電磁波を発見（1888年）7,8
ヘルツは、1888年、火花をとばして電磁波を送る装置を作り、数m離れたところで電波を捕まえることに1888年に電波の存在が発表された。

成功した。ヘルツは1894年に37歳の若さで亡くなった（2）マルコーニの実験に10年先駆けて実験

5,6

わが国の電気通信創始者として知られる志田林三郎
も隅田川で実験を行ったとの記録がある。
1885年（明治18年）、志田林三郎らによる水面を利が、ユダヤ人の血を引いていたのでナチスドイツが日陰者扱いにしていたが、その業績をたたえて、周波数（1秒間に電気の流れる方向が変わる回数）の単位には「ヘルツ」（Hz）が世界中で使われている。

用した導電式無線通信の国家的実験プロジェクトである。1895年のマルコーニの電波による実験成功に10年（4）長岡半太郎がヘルツの実験を行った（1889年）

先駆けて、電線を使用せずに、通信を行う方法はない

1889年に長岡半太郎がヘルツの実験の詳細な講演をかと発想し、これを隅田川や品川沖で実験して、時の行い会場で電波の存在を証明した。

逓信大臣榎本武揚の立会いの下に成功させた実行力には驚きである。英国グラスゴー大学のケルビン卿の下（5）マルコーニが無線実験に成功（1895年）2,3,4,7,8

へ留学した志田の活躍は目覚ましく、わずか1年の滞1）実験は自宅の屋根裏部屋で行われ、特許取得

在であったにもかかわらず、最近のグラスゴー大学のグリエルモ・マルコーニ（Guglielmo Marconi）は学長あいさつにも志田の名が引用されるほどであった

北イタリアの豊かな裕福な地主の次男に生まれた。リという。日本初の工学博士号を授与された志田は電気

ボルノの工業学校で物理学を学んだ。個人教授がつけ学会設立の主導者であり、1888年（明治21年）第一回

られたようで、一般的な学校へ行くことなく育ったよ設立通常会において、「電線を用ひず数里の河海を隔うだ。母のおかげでボローニア大学の物理学のリギ教てて、自在に通信又は通話し得るの節も来るべし」と授の指導を受け、ヘルツの電磁波の発見を知り、電波無線通信の実用化を予言し、更に、光通信・録音・録の研究に打ち込み、これを通信装置に応用することを画等、十指にのぼるシステムの実現を予想した。彼の試みて成功し、1895年ついに無線電信を発明した。

先見性に驚かされる（写真3.1）。

実験は自宅の屋根裏部屋で行われ、自宅の窓からモールス信号で、2.4kmの通信に成功した。これが無線通信の最初である。このとき彼は21歳の若さであるが、イタリア政府が彼の発明に関心を示さなかったので、移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査249

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ250

その翌年英国生まれの母とともにロンドンに渡り、イ

通信士は必死になって電鍵にしがみついていた。23時

ギリス電話局の技師長であったW プレースの知己を頃、近くにいたカリフォルニアン号から「氷山がある。

得て、イギリスでの無線電信の特許を取るとともに、氷に囲まれて動けない。注意しろ。
」という電報が入っ1897年ロンドンの資本家と協力して、世界で初めてのたが、「うるさい！黙っていてくれ、今レース岬との交無線電信会社（マルコーニ無線会社）を作った。

信で忙しいのだ。
」とこの警告を無視した。そのため最1900年、マルコーニは同調方式を完成させた有名なも近くにいたその船の通信士は電源を切り睡眠したの

フォーセブン特許（英国特許第7777号：効果的な同調で救助に向かえなかった。無線通信により連絡を受け方式であり、これによって異なる波長を使う無線局はた遠方の船が、沈没から2時間後に到着し、約700人が相互に混信しない）を獲得した。無線通信では非常に救われた。この反省のため1914年、海上保全条約（別

有効な特許であった（写真3.2）。

名タイタニック条約）が制定され、50人乗り以上の船舶は必ず無線機を装備し、遭難信号を聞き漏らさない
よう受信機のスイッチを24時間入れておき、誰かがそれを聞いていることなどが定められた。タイタニック号の処女航海にはマルコーニ夫妻も招待されていた。
しかし、マルコーニは米国での用事のため1便早く出発しており、妻は子供が病気になったので乗船を取りやめていたため無事であった。マルコーニ夫妻が乗船していたら遭難は防げたか話題にもなったという。

図3.2

マルコーニの初の火花式送信機と特許の複製 1,3（6）国産無線電信機の導入、36式無線電信機
その後、1898年イギリス海峡を隔てての無線通信に成（1903年）9,10,11,7,8

功し1901年には、イギリス―カナダ間大西洋（3,200km）

1896年当時の電気試験所長浅野応輔は管船局長石橋を隔てての無線通信にも成功した。イギリスからの送絢彦から、雑誌「ロンドンエレクトリアン」にマルコ

信電力は12kW、周波数は約375m（800kHz）の中波で、ーニが無線通信を発見したことの記事が載っているこ

カナダの受信は凧から吊り下げたアンテナで受信した。

とを知らされ、所員の松代技師に調査研究を命じ、コ彼の成功は本格的なアンテナとアースの採用と、アンヒーラ検波器を研究し、1897年、東京の月島海岸と、テナの大きさと高さが到達距離を伸ばす鍵であること

約1マイル離れた品川沖の第五台場で実験に成功したを発見したことによる。

（写真3.3、3.4）。

1909年ノーベル物理学賞を受賞したほか、1919年にはパリ講和会議のイタリア全権大使、1929年に侯爵に叙せられるとともに上院議員に任命され、また1933年（昭和8年）には日本を訪れている。マルコーニが発明者とされるのは、実用にまで結びつけたこと、および特許の取得によるものである。
2）タイタニック号の遭難
1900年代はじめには、多くの商船、定期船、軍艦が無線を装備するようになった。1909年、アメリカのリ

写真3.3

月島と第五台場間の無線実験装置1

パブリック号とイタリアのフロリダ号が濃霧のためア
メリカ東海岸沖で衝突。リパブリック号からの信号を受けた救出船が30分以内に現場に到着、1700名もの乗客の救助が成功したといわれている。
1912年の約1500人が亡くなったタイタニック号の遭難では、無線機が故障し、その修理に7時間かかったが、氷山に衝突する数時間前には修理は終わっていたという。その後は、故障の間に溜まっていた電報をレース
岬（ニューファウンドランド島南端）に届けるために、

250

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

写真3.5 火花放電間隙（逓信総合博物館所蔵）

写真3.4

松代技師 1

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ251

この無線機の送信機は誘導コイルによって相対する

高価で、操作も難しかったため、船舶用や緊急用・軍2個の金属球間の火花間隙に放電させて電波を発射す

事用に限られていた。

る火花式（写真3.5）で受信はコヒーラ検波器を使用

2）横須賀の三笠記念艦「三笠」に保存 10,11,21

したものであった。
研究の対象はいかにして通信距離を伸ばすかであ

日露戦争で使用された36式無線電信機が横須賀の三笠記念艦「三笠」に保存されている（写真3.6、図3.1）。

り、主力は検波器に注がれた。その結果、鳥潟右一は
空中線切替機器「タンタラム検波器」「鉱石検波器」を開発した。
日本海軍も無線電信の重要性に着目し、1900年に研究を開始した。逓信省から松代技師を、仙台第二高校

水銀開閉器
印字器

感応線輪

から木村駿吉教授を招聘して、34式無線電信機を開発、到達距離80海里の目標を達成した。さらに1903年にはコヒラー受信機のニッケル粉に水銀を混ぜて細かく練コヒーラ・デコヒーラ検波器

火花間隙
電鍵

りつぶして性能を改良し到達距離200海里まで伸ばした36式無線電信機を完成させ17艦へ設置された。

周波数切替蓄電器

1）日露戦争で移動体通信が活躍、世界初の無線電信を実用化、日本の無線は欧米諸国に劣らず

写真3.6

36式無線電信機（記念鑑三笠に保存）11

海軍は1904年、全艦船に36式無線電信機を装備させた。これが日本海海戦を勝利に導く原動力となった。
1905年5月27日早暁4時45分、ロシアのバルチック艦隊が対馬海峡を通過して日本海に入るところを日本海軍の哨戒艇「信濃丸」が発見、モールス通信で「タタタタ モ 456 YR セ」という暗号つまり「敵艦隊見ゆ、456
地点、信濃丸」と打電（日本の無線通信第1号）し、同
日6時5分には旗艦「三笠」が鎮海港を出港した。日本
海軍は日本海戦でバルチック艦隊を打ち破り、日露戦争に勝利した。正に無線通信の威力である。世界で一番初めに無線電信を実用化したのは日本海軍であった。
ロシア海軍も最新式の無線電信機を装備していた艦

図3.1

36式無線電信機の配線図 9,17があったが、ほとんど使用されなかった。バルチック

レプリカであるが復元は実験に従事していた木村駿艦隊の旗艦「スワロフ」には何故か使えない旧式の無吉教授の下の横須賀海工廠造兵部の元工手の山田寿二

線電信機しか装備されていなかった。この無線電信機

氏が記憶をもとに図面を作成し、それぞれの部品を特の活躍は日露戦争後に国民の多くが知ることになった。

別に作らせるなど、非常な苦労と私費を投じて完成し、その後送信距離を1200kmに伸ばして、1908年、逓信省は日本初の銚子無線電信局を開設して船舶との公衆無線電報の取り扱いを開始した。日本で最初にこの「三笠」保存会に寄付した。
1961年に艦全体の復元記念が行われ、「三笠」は新しい姿に蘇って現在に至っている（写真3.7）。

公衆無線電信機を装備した東洋汽船の豪華客船天洋丸
が処女航海に出航した際に、完成したばかりの銚子局と、また日本郵船の丹後丸との間で公衆電信サービスが行われた。陸上の無線局として大瀬崎、潮岬、角島、落石の各無線局が完成し、一方欧米航路の客船、貨物船の約70隻に設置されて船舶の安全航行にも大きな役割を果たした。
無線電信の重要性が認識されたので、最初から欧米の技術を輸入した有線電信電話とは技術の展開が異なり日本の無線技術は欧米諸国に劣らず、時にはしのぐものさえあった。しかし当時の無線通信機器は大きく

写真3.7

記念鑑三笠の外観

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査251

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ252

直流を電源とする火花式で、インダクションコイル

1911年鳥潟右一は、レペル式無線電信機が従来の火から、アンテナ波長変更線（送受切替）、送信蓄電器

花式の送信機に比較して持続電波に近いと考え研究をに放電させる方式である。受信はコヒーラ・デコヒー開始した。

ラを用いた印字式、使用波長は、アンテナを架設する

1912年、北村政治郎はレベルギャップの電気容量を

マスト長から約600m（500KHz）、送信電力は約600W

研究中に、特殊な結線方法を用いると無線電話に適しであった。「コヒーラ受信機」はガラス管の中にアルた振動電流が発生することを発見したが、放電間隔がミやニッケルの小片を入れておく。このガラス管の両微小なため、放電で両電極がショートしてしまった。

端は通常は直流に対して高抵抗を示しているが、近く

そこで、鉱石のような検波作用、すなわち整流作用をで電気火花を放電させると管の中の粉末は互いに密着する導体を電極に使用することを思いつき実験する

して導電性となるので、これによって電波が到来したと、両電極間のアークが出なくなり、電極間のショーことを知ることが出来る。

トがなくなった。性能と製作の簡便さから電極の材料

1907年頃、軽く叩いて粒子をバラバラにしてやらなは陰極をアルミ、陽極を真鍮とする組み合わせが用い

いと、次の電波が受信出来ないので機械的に叩く「デられた。長時間規則正しい火花を発生させるため、電コヒーラ受信機」が開発された（写真3.8）。

磁式自動調整装置で解決した。電磁石によって作動する金属棒に電極の一方を取り付け、火花が断たれた場
合は電極の間隔を狭め、反対に過大な電流が流れると適度な距離に離すシステムを考案した（写真3.10）。

写真3.8

デコヒーラ受信機（逓信総合博物館所蔵）（7）自主技術の確立、携帯電話の祖先：TYK式無線電話の発明（1912年）9,10,12,13,14,15,16,17,18,19
無線技術を世界中で競っていた時代、我が国でも国際的な成果が生まれた。

その後鳥潟右一、横山英太郎、北村政治郎は協力して無線電話の研究開発を推進、ついに1912年（明治451906年、ベルリンで開催された第一回国際無線電信年）に発明者の3人の頭文字をとって「TYK式」と名会議に出席した逓信省電気試験所の所長浅野応輔は、づけた無線電話装置を完成し特許出願した。1.5km離プールゼン（Poulsen）の電弧発信機を見学し、持続れた芝の逓信官史練習所で通話試験を行い良い結果を電波が無線電話の実用化に有力であることを知った。

得、ついで海底線布設船「沖縄丸」（高さ24mアンテ

帰国後、所員へ「プールゼンの電弧発信機」のようなナ）と通話試験を行い約45kmの実用化に目途をつけ

持続電波の研究を促した（写真3.9）。

た。送信電力は約100Wであった（写真3.11）。

写真3.9

252

写真3.10 TYK式無線機放電ギャップの自動調整装置（安中電機製作所、逓信総合博物館所蔵）

国際無線電信会議の出席者（所長、前左）8

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

写真3.11 TYK式無線電話と鳥潟右一・横山英太郎・
北村政治郎の発明（逓信総合博物館所蔵）

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当時、大阪、神戸、門司、長崎などの港では、沖合

海外からも独創的な製品としてその名が知られた。

いに停泊している大型船と船会社の事務所との間で利マルコーニ社からはデモンストレーションの申し込み用された。しかし有線電話と異なり双方から同時に話もあった。サンフランシスコの展示会へ出展、ニュー

せない、呼出装置（ベル）がない、受話音は十分でな

ヨーク市立大学での公開実険を行っている。その後

く、船中の巻上機の騒音に妨害されると通話困難等で1917年から真空管式に改良され20カイリから30カイリ

船舶ではあまり使用されなかった。

の長距離通話に成功したが、逓信省は予算面での制約

一方1914年（大正3年）には、離島間及び離島本土があるため実用化を見送った。

間の通信として三重県・鳥羽─答志島、神島間での電話業務に利用され、世界初の公衆無線電話の実用化と（8）瞬減式火花無線電信機

して脚光をあびた。名古屋から四日市に入港する船は、1913（大正2）年逓信省の「左伯美津留」技師は瞬

伊勢湾の入口にある神島灯台を通過するので、神島灯

減火花無線電信機を製作し長距離通信の実用化を進め

台のTYK無線電話で通過時刻を鳥羽灯台へ通報し、た（写真3.13）。

鳥羽ではこれを普通電報として名古屋あるいは四日市*瞬減火花放電間隙：電極間にアーク放電を生じさせの荷主や船主へ通知した。答志島は鳥羽と神島の中間ることにより、電波を発生させる。火花間隙として近に位置していたので相互連絡用としても使用された

くに相対する平行面放電間隙を数個直列に結び、面と（写真3.12、図3.2）。

面の間に雲母板をはさみ、電力を調整できるようにした方式である（写真3.14）。1897（明治30）年頃から同調式と呼ばれる結合回路を使用する方式がとられるようになってきた。蓄電器とコイルが一緒に組み合わせて使用された（写真3.15）。

写真3.12 志摩無線局内のTYK式無線電話（逓信総合博物館所蔵）

写真3.13 パネル型瞬減火花送信機（逓信総合博物館所蔵）15

図3.2

TYK式無線電話回路図 17,9

放電ギャップを電磁式自動調整装置と鉱石受信を組み合わせた無線電話で、安中電機製作所（アンリツの前身）で製造され1台300円（当時の白米10kgで2円）、
電源のダイナモは明電舎製で1台200円だった。「TYK式」無線電話装置の現物は、逓信総合博物館に保存されている。

写真3.14

瞬減火花放電間隙（逓信総合博物館所蔵）

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査

253

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ254

無線技術者協会）の総会で指向性アンテナの研究を発表した。日本の学界では信じられないような高い評価を受けた。そのときの八木の講演録は同（1928）年6月号の「IRE会誌」に掲載され、世界の電気通信学者に、やがて夢の超短波の時代がやって来ることを強く印象づけたのだった。
第二次世界大戦へと突き進むこの頃、先進各国では八木の指向性アンテナの原理を応用し、着々とレーダーの開発を急いでいた。ところが、日本政府はその重要性をまったく理解できず、太平洋戦争に突入した後
写真3.15

蓄電器（電気通信大学所蔵）（9）同時送受話無線電話の開発

も、「敵を前にして電波を出すなど、闇夜に提灯を灯して自分の位置を敵に教えるようなものだ。真珠湾攻

9,13

電気試験所が本格的に真空管の研究を開始したのは撃以来、奇襲戦を本領とする我が日本軍には必要ない」

1915（大正5）年で、TYK式無線機で解決できなかっとまるで相手にしようとしなかった。さらに1941（昭た同時送受話の問題が解決された。空中線回路に二個

和16）年、八木は指向性アンテナの特許期限の延長をの固有周波数を有する送信と受信の同調回路を設けた申請したが、「重要な発明とは認め難いので、特許を方式であった。1917（大正7）年鳥羽、神島間の無線無効とする」との通知が届く。

電話を同時送受話方式に改修するとともに、灯台監視

シンガポールでニューマン・ノートが発見されたの船羅洲丸の神戸から横浜への帰路を利用して通話試験

はその翌年のことである。遅ればせながらレーダーのが行われ、最大50kmで非常に好成績であった。我が重要性を痛感した軍の幹部は、すぐさまノートをもと国で世界に先がけて同時送受話が発明されたのは素晴にレーダーの開発に着手、しかし時すでに遅かった。

らしいことである。

ノート発見の4カ月後、ミッドウェー海戦で山本五十六率いる日本連合艦隊が敗北を遂げ、戦局不利は決定（10）真空管の国産化的となったのだ。その時、日本の空母4隻を沈めた米

9

日本の真空管の研究に関しては、1919年安藤博の「多極真空管の特許」が、ドイツのショットキー（W.

軍爆撃機ドーントレスに、八木アンテナが搭載されていたことが分かるのは、終戦後のことであった。

Schottoky）より早く出され業界で有名になった。東芝は1917年、受信真空管の国産化に成功した。その性

3.2 移動通信の離陸（1930-1947年）

9

能検査結果が八木秀次（東北大）から電気学会誌に発表され、大物教授が関与した画期的な出来事であった。

1930年代は移動通信の基盤である周波数変調の技術に飛躍的な発展が見られ、以降の開発の原動力となっ（11）八木・宇田アンテナの発見（1925年）

20た。1936年、アームストロングがFM波の広帯域利得

八木秀次・宇田新太郎（東北大）による「指向性アを実証する論文を発表し、1940年、米国で最初にFMンテナ」がある。素子の配列によって指向性の変化す

無線を警察無線で実用化した。日本でもFM技術の開ることを発見した。

発に着手した頃に第二次世界大戦となり、直ちに戦時

八木・宇田アンテナが発明されたのは1925（大正14）年、東北大学工学部長の八木秀次が40歳の時のことで研究のテーマとなったが、成果の上がらぬうちに終戦となった。

ある。ある日、八木研究室では、発信や受信のアンテ
ナの前に波長の半分より少し短い長さの導体を置くと、その方向に指向性を増す、いわゆる「導波現象」

1930年代は移動通信の基盤である周波数変調の技術を確認した。この現象に着目した八木は、さまざまなに飛躍的な発展をした。1933年古賀逸策（東工大）は条件下で実験を重ね、超短波の送受信方法を理論的に水晶の呈する電歪現象が極めて安定であることに着目解明した。その理論に基づく「指向性アンテナ」の特し、ある角度で裁断した水晶片の温度係数が零の「R許を申請し、これを『電気学会雑誌』に発表したが、カット振動子（古賀カット）」を発見し、高安定の発反響はまったくなく、学界から無視された。その3年

信回路を形成することを示し、全世界を驚かせた。

後、八木は、ニューヨークで開かれたIRE（アメリカ

254（1）Rカット振動子の発見

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

氏の名はIsakuであり、物理学の祖であるIsac

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ255

Newtonと酷似していたので英国では第二のNewtonが7現れたと評された。

黎明期の本邦電気通信史」、電気通信振興会, 1994
8（2）大著「周波数変調」が発行される（1946年）
戦時下にFM技術の集大成を意図した八木秀次監修の前田・林の「周波数変調」の本は質・量ともに世界

若井登，高橋雄造（編）：「てれこむ，夜明ケ−
若井登監修：「無線百話」、（株）クリエイト・ク
ルーズ

9中山元秦：「移動通信の歴史」、（株）近代文芸社
1997.2.20第1版に誇る大著であって、多くの開発者の努力の集積であ10 福島雄一：「にっぽん無線信史」、2002年、朱鳥社

り、高度成長期の電子技術に貢献した。

11 記念艦みかさ（財団法人三笠保存会）
http://www.kinenkan-mikasa.or.jp/（3）日本のFM事はじめ
米国では1946年に150MHz帯の手動交換の自動車電話サービスが開始された。英国では1947年にタクシー
無線が実用化された。
日本では警察がパトカー用無線の実用化が進められた。

12 「日本の技術100年」、5通信

放送

筑摩書房

1987.9.25 第1版
13 「日本無線史」、第3巻第5節（P28-33）TKY式無線電話,6節（P33-34）同時送受話無線電話
14 「安立100年のあゆみ」、社史編集委員会

昭13.6

15 「創立30年史」：安立電気株式会社・社史編集委
員会編、1964

参考資料
1

斎藤正男監修：「身近な電波の科学」、（社）電波産業会、

2 「マルコーニ」、電気通信大学HP, 序章・第1節
3 「イタリアの科学者とテクノロジーの世界」、国立科学博物物館HP
4 「無線通信の基礎を築いたマルコーニ」、ダイヤ
モンド社 技術情報編集部HP
5

聞社、昭和63.5.30第1版
17 徳丸

仁：「電波技術への招待」、（株）講談社

昭和53.3.20第1版
18 「TYK式無線電話回路図」、電気試験所研究報告、第二部第十一号, 1913
19 松代：「日本最初の無線装置」、電気学会雑誌
第120号、1998

辻井重男：「科学技術の研究開発と歴史の役割」、

20 「八木アンテナ」, 毎日コミュニケーションズHP

電子情報通信学会誌 Vol.82 No.11 pp.1092-1097、

21 中村治彦：「日本海海戦」、太平洋学会誌、p87-

1999年11月
6

16 前田・林：「移動体通信のはなし」、日刊工業新

110,May 2005, No.94, Vol28.No.1

信太克規：「先見の人・志田林三郎の生涯」、ニューメディア, 1993

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査255

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ256

4 第一世代のアナログ化の揺籃期から実用期（1948〜1992年）
移動通信が本格化したのは第二次世界大戦後のこと

クールをし、日本の移動通信技術の先導役となってきであり、我が国の復興期に際して、戦時研究の成果はた。メーカーはこの開発コンクールが近づくと職場に徐々に経済・社会に浸透して行った。1949年の警察無泊り込み昼夜を問わず設計に打ち込んだ。

線、その後船舶無線、列車無線、タクシー無線、ポケ

1949年、パトカー用に開発された、PR-1超短波無線機

ットベル、自動車電話・携帯電話、コードレス電話、は国産初めての30MHz帯、FM方式を警察だけに許可

航空機電話等のサービスが実現した。

されたもので陸上移動通信の本格的な幕開けとなった。
当時警察の設計基本要求は、周波数範囲：29〜

4.1 揺籃期

44MHz、水晶制御FM方式、送信出力移動機が25W、基地局50Wの両用で移動局用の場合は1個の電子管を（1）トランジスタの発明（1948年）

取る、2重スーパヘテロダイン式、周波数安定度：−

1948年、米国ベル研究所のブラッテン（Brattain）お20〜50℃で0.01％以内、電源は移動用が6Vの蓄電池でよびバーディン（Bardenn）が点接合トランジスタをシ

動く発電機を自蔵、基地局用は商用AC、プレストーョックレイ（Shockly）が接合型トランジスタを発表し、

ク操作、自動中継・遠隔制御で使用できることと盛り

後年ノーベル賞を受けた。真空管の発明以来の画期的

沢山の規格であった。

な出来事であった。1958年ジャック・キルビー（Jack1950（昭和25）年には東京、大阪、福岡、山口など

St. Clair Kilby）はテキサス・インスツルメンツ社勤務に導入され、合計局数は基地局50、移動局50が実用さ時代に、半導体回路を一つのチップ上に形成するといれた（写真4.1）。

うアイディアの集積回路（キルビー特許）を発明した。
（2）警察無線通信（1949年）1,2
戦前、戦後とも警察の無線設備は微々たるものであったが、1946年超短波移動無線協議会（委員長：抜山平一）が設立され、内務省、逓信省、学識経験者、製造会社をメンバーとして検討を重ねFM移動無線を導

写真4.1

警察無線機（PR-1）（警察庁所蔵）入する方針が決まった。同協議会は日本電気の試作品

この警察移動無線システムは素材、機器、測定器にを用いて実験を開始した。次いで日本無線、東洋通信

至る全てを国産化することに成功した。ここで確立し機の試作品にて通信試験をした。

たFM移動無線機の技術は、その後各方面に普及して官民合同の研究会が何度も開かれ、米軍より貸与さ行った。

れた1台のサンプルとマニュアルを前に技術格差を痛米国に遅れること約10年でFM技術は開花した。そ感させられたが、このことは後の移動通信技術の飛躍の後周波数も150MHz帯、400MHz帯採用の車載機、の原動力になった。また各社がライバルの立場を一時携帯機へ、使用部品も真空管のGT管からMT管、さら忘れてレベルの向上に努めた先導役でもあった。

にトランジスタへと発展した。1958（昭和33）年、胸その結果に基づき警察は「FM無線機基本要求案」

ポケットへ入れられる指示・命令・その他の情報を警を作成し、製造会社に提示、競争試作を行うことにな

察官へ伝える受令機が登場し、有用性が大きく警察活った。合格したのは日立、日本電気、日本無線、松下動のあらゆる部署において使われている（写真4.2）。

電器、東芝、国際電気、三菱電機、早川電機、沖電気、
東京無線、神戸工業（現富士通）、八欧無線（現富士通ゼネラル）、安立電気であった。各社とも1回目は不合格となり、追試においてやっと合格したという状況であった。この試作の試験は厳しく、数十項目の規格の1項目でも満足しなければ不合格とした。技術者は今まで経験のなかった苦労と機器の開発に挑戦をした。警察は常に高い目標をかかげ最初のPR-1からコン

256

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

写真4.2

受令機と携帯無線機 3

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ257

警察の使用要領には、「秘密の通信は有線電話を使当初150MHz帯の50kHz間隔、32チャネルで発足し用すること」と書いてあった。1980年代には秘話に優たが、移動機はそのうちの8波から波を選べるようにれたデジタル無線が他に先駆けて導入された。

作られ、自船がいるエリアで利用可能な周波数に切り替えて通信を行った（写真4.4）。

4.2 移動通信の離陸
日本の移動通信の商用サービス第1号は、1953年横
浜港から出港した船からだった。イギリスのエリザべ
ス女王の戴冠式にご出席になる皇太子殿下（現在の天皇）のニュースが我が国最初の「湾港船舶電話サービス」を使って伝えられ、翌日の新聞の第1面を飾った。
日本の移動通信の初期は船舶通信とともにあったと言える。
（1）船舶電話サービス 4,61）湾港電話（1953年）
150MHz帯を使用した港湾船舶電話は、1951年11月、当時の電気通信省が実験通話を神戸で行なった。この

写真4.4

内航船舶無線電話機NS-1（1964年）（NTT所蔵）

その後、電話の設置を希望する船が増えたため、25kHz間隔でチャネル数を2倍にした。同時に移動機側も16波切り替えに改善された。

ときは、神戸港に停泊中の日本郵船「舞子丸」に船舶

その後1979年には日本沿岸全域に拡大するため用無線電話機を設置し、神戸・湊川電話局の臨時基地

250MHz帯を用いた自動交換内航船舶電話がサービス用無線装置を通じて、神戸・大阪の固定電話との間でされた。初めて盗聴防止のため反転秘話が導入された。

テスト通話を行ない成功した。その後、実用実験を繰

基地局も約112局に増やされ、また電波を3群に分けてり返し、1952年に日本船舶通信株式会社（現在のドコ繰り返し利用する3ゾーン方式を採用したことにより、

モ・センツウ株式会社）が設立され、1953年3月末に

2ゾーン方式の頃にあった電波干渉がなくなって品質

京浜地区および阪神地区の港湾内で、商用サービスがが大きく改善された。

開始された（写真4.3）。

1980年に小型電話機、1981年にコイン電話機、1988
年にカード型電話機（写真4.5）がサービスされた。

写真4.3

1960年頃の船舶電話機（HT-4.5号送受信機）42）内航船舶電話（1964年、湾岸約50kmのサービス）
1964年、150MHz帯を使用した手動交換内航船舶電話が横浜、神戸で開始された。電話の接続は交換手が移動無線機特性：
周波数：250MHz帯（送信と受信別）
無線チャネル：24
送信出力：10W
周波数安定度：±6×10-6
最大周波数偏移：±5kHz
受信入力感度：6dBμV（20dBQSレベル）
制御信号：音声帯域内トーン
電源：DC22V/12V，AC100V
重量：無線機部15.5kg,大きさ:465×295×153mm
温度：−10〜 50℃行う。陸上の電話加入者が船舶電話を呼び出す場合、その船舶が在圏していそうな海域を担当する交換台に申し込む。混信を防ぐため電波をA、Bの2群に分け、隣接する基地局ごとにA、B、A、Bと繰り返し利用する2ゾーン方式を採用していたが、電波の伝わり具合
によっては1つ先のエリアから同じ周波数の電波が飛んでくる混信があり、通話品質が劣化する場合があった。また、通話している途中で船舶が隣のゾーンに移ったときの追跡切り替えは行っていないので、そのときには再度、電話をかけ直さなければならなかった。

写真4.5

船舶カード型電話機（NTTドコモ提供）

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査257

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ258

1988年、利用者の増大のため自動車電話の技術を導

日本国有鉄道（現在のJR）も1960年から東海道本線

入して、小型・軽量化・経済化や周波数効率の向上をの特急「こだま」「つばめ」に400MHz帯の列車電話図った。この新内航船舶電話は自動車・航空電話と共サービスを導入、1965年に東海道新幹線が開通すると用化された。自動車電話の無線基地局（MBS）、無線

新幹線で電話サービス（400MHz無線式）を開始した。

回線制御（MCS）、交換局（AMS）が共用された。移東京―大阪間516kmは、27のサービスエリアを小ゾー

動機は可搬型の新船舶電話機がサービスされた（図ン化（1基地局20km程度）し、延べ65kmのトンネル

4.1、写真4.6）。

に36のブースタ局を設置している。
1982年に東北・上越新幹線の電話サービ（漏洩同軸式）を開始した。1989年に東海道新幹線も漏洩同軸式に変更された。沿線の都市化に伴う伝搬路障害などの理由から漏洩同軸ケーブルのスリットからの一定値の漏洩波による通信で安定な品質が得られるようになった。
1986年の電波法の改正で自動車以外でも自動車電話が使えるようになり、在来線や私鉄は高速バスと同様に自動車電話が利用されている。

写真4.6

可搬型の新船舶電話機（JRC所蔵）

2002年にデータ通信を利用した用途に対応するた
め、デジタル方式に更新された。アナログ通信に比較して高速データ回線を活用して格段に機能アップが図られた。高速走行する列車と地上局間で安定した回線品質を実現するため、適応等価器と最大比合成ダイバーシチが導入された。5.6kHzの音声コーデック（CELP方式）にて周波数の利用効率の向上で音声とデータ伝送の増加が図られた。
（3）都市災害対策用可搬型無線電話 8
自動車電話システムの研究は、1955年頃から始まり、
1961年に400MHz帯を利用する手動交換接続が開発され、1967年には自動交換接続方式の自動車電話システ
ムが開発された。この400MHz帯システムは、無線チ

図4.1

船舶・自動車・航空の共用化の構成 5

システムコストの低減、移動機コストの低減・小型

ャネルの確保が難しいなどの理由で商用化には至らなかった（写真4.7、図4.2）。

化、システム容量の増大（約1.4倍）等の向上を実現した。携帯電話の普及で湾岸でも利用できるようになったのと、衛星通信のデジタル方式の「ワイドスターのサービス」が1995年に開始され、日本沿岸約200海里（約370km）にいる船と陸上、また船どうしが連絡できるようになったので、このアナログ方式船舶電話
サービスは終了（1998年）した。
（2）列車電話サービス 7
列車での電話サービスは1957年、近畿日本鉄道が大阪─名古屋間を走る特急「ビスタカー」で始めたのが最初であった。全長173kmに基地局数は5と少なかったが、200kHz帯の誘導無線方式で、チャネル数は1であった。列車の高速化と携帯電話の普及で現在廃止さ
れている。

258

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

写真4.7 都市災害対策用可搬型無線電話端末機（左：無線部、右：整流電源部）（NTT所蔵）移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ259

図4.2

災害応急復旧用無線電話無線機部系統図 81968（昭和43）年に起きた十勝沖地震の経験から、1963年、大井電気が国内で初めて誘導無線方式の構

地上の公衆電気通信網が全滅に近い状態に陥った事態

内用個別呼出装置を開発した。搬送波周波数はにおける最終の通信手段として同方式が全国主要都市

100kHzまたは200kHzの1周波数で、最大呼出者数90に導入された。

加入を実現した。
日本最初の公衆サービスは1968年に150MHz帯のト主要特性：
周波数：400MHz帯（送信と受信別）
無線チャネル：32
送信出力：5W
周波数安定度：±5×10-6
最大周波数偏移：±5kHz
受信入力感度：6dBμV
制御信号：音声帯域内トーン（6波）
電源：DC13.8V,AC100V
重量：無線機部11kg,電源部19kgーン方式で、電電公社が東京23区で開始した。「ポケットベル」は電電公社の商標だが、ページャを意味する一般名詞として定着した。受信機の体積は140cc、重量が160g、電池は充電式であった（写真4.8）。

1974（昭和49）年から各省庁、地方自治体などに配備され（半径約20kmの中ゾーン構成）、一時は2,300台の電話機が災害に備えて待機したが、幸い、これが大活躍するような災害に遭遇することはなかった。

写真4.8 我が国初のポケットベルB型（1968年）（写真右はポケットベル充電機）4（4）無線呼出（ポケットベル）サービス 4,9,10,11,12

サービス開始とともに契約数は予想を上回る勢いで1958年、米国のベルシステム社がオハイオ州コロン

伸びていった。150MHz帯の周波数帯が満杯になった

バスで、「ベルボーイ」という名称（一般名の「ペーため、1974年から新しい周波数帯（280MHz帯）を併ジャ」）で35MHz帯のサービスを世界で最初に開始し用、1978年には世界に先駆けてデジタル方式が導入さた。信号方式はトーン方式でスタートした。

れた。

電話を使って相手のページャの番号をかけること

通信自由化により1987年、九州ネットワーク・シス

で、相手のページャで着信音を鳴らしたり、振動させテムズ等が開始し、1990年の宮崎テレメッセージまでたり、簡単な文字メッセージを送ることができるサー36社が参入し1地域2社による競争時代に入った。

ビスである。

三つの表示方式が開発された。1987年の連絡先電話

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査259

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ260

番号を数字で表示できる方式、1994年のカナ文字を表示できる方式、1996年の漢字表示の多機能化方式が実現した。
1995年3月の端末買い取り制度の導入とともに、急速な普及が始まり低価格化が進んだ。特に女子高生のコミュニケーションツールとして爆発的に普及し、注目を集めた。日本で広く一般に普及した初めての携帯通信機器である。今日の携帯電話でメールを入力するのと同様に、公衆電話ボックスの中で猛烈なスピード
でメッセージを送る女子学生の姿が見られた。

図4.3

ポケットベルの小型化と技術推移

その後、Motorola社によって提唱された高速伝送（6,400bps）するシステムFLEX方式を用いて、NTT
ドコモが提案した時間ダイバシティを融合させた国内向け「FLEX-TD（Time Diversity）」方式が1995年に策定された。1996年に東京テレメッセージ系列が「FX-TD」、NTTドコモ系列が「インフォネクスト」の名称でサービスを開始した。それまでは東京テレメ
ッセージ系のPOCSAG（英国のPost Office CodeStandardization Advisory Group）方式とNTTドコモ
系のNTT方式（ともに伝送速度は1,200bps）がサービスされていたが、以降はFLEX-TD方式（1,600〜
6,400bps）が主に提供された。情報の一斉配信サービ
スとして一般ニュース、スポーツニュース、株価情報、
星占いなどのサービスが行われた。
技術的には、トーン方式で始まり、デジタル化にて伝送速度の高速化（200/400bps、512bpsから1,200bps、
1,600bps、3,200bps、6,400bps）、ページャ端末の小型・軽量化、低消費電力化、低電圧化（DC1V乾電池1個）で動作するLSI、表面実装、バッテリセービング（間欠受信）、高感度化（アンテナ実装方法）、直接変換受信回路（IF回路なしで信号を直接取り出す）、液
晶表示方法等が実用化され、これらの技術が自動車・携帯電話へ応用されている。
デジタル符号の採用により間歇受信が実現し、受信機の消費電力が画期的に削減された。すなわち受信機
を15のグループに分け、自分のグループに割り当てられた1/15の時間だけ受信機能を働かせる。これで、立
ち上がり、立ち下りのための時間を含めて、約1/10の時間だけ動作させることになった。またデジタル化によってリードフィルタが不要になり、さらにLSI（大規模集積回路）が使用できるので受信機が小型化された。1978年に開始されたデジタルポケベルの受信機は65cc、75gであった（図4.3、4.4）
。

図4.4

260

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

無線呼出サービス・受信機性能の推移 9移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ261

当初はトーン方式では充電式で電池寿命が15時間程（5）大阪万博携帯電話の実験 4,8度であったが、デジタル方式では充電式電池の代わり

1970年（昭和45年）に大阪・千里丘陵で開かれた日に単3型乾電池が使用された。電池1個で3ヶ月使用で本万国博覧会（EXPO'70）へ電電公社から10年前からきる。この電池はどこでも一般に購入でき、充電する研究を進めてきた携帯電話が出展された。小型軽量化

手間もなくなって便利だと利用者に好評であった。板を図るため、20数個のハイブリットICを使用し、ダイ状の高感度ループアンテナが開発され、カード・ペン

ヤルも小型の押しボタンダイヤルを用い、受話器は呼シル型、ペンダント型（パルフィーム）、腕時計型

び出しのサウンドと併用した。電池は6.25V、容量（プレシャス）等の超小型端末が誕生した（写真4.9）。

225mAのニッカドを使用し、連続待受時間は約10時間の低消費電力化を実現した。これらの技術が携帯電話やコードレス電話へ応用されている。赤と白の2台で、重量は550g。現在の携帯電話のおよそ8倍もあったが、実際に会場内で試験的に使用され、画期的な電話機として大勢の入館者が透明のガラスのブースから全国の知人に電話をして大好評であった（写真4.10）。

写真4.9

超小型ページャ（ペンダント型・腕時計型）（NTTドコモ提供）

腕時計型は直接変換受信回路や制御回路の高集積化技術と高密度実装技術の導入にて実現された。超小型薄型のためチップ部品やICベアチップを直接基板へ実装するCOB（Chip On Board）工法を採用、さらに湾曲した空間への部品実装に対応するためにFPC（Flexible Printed Circuit board）が随所に使用された。
最盛期の1996年6月末には、約1,077万件の加入者があ

写真4.10

大阪万国博覧会の携帯電話（NTT所蔵）った。しかし、1996〜97年から携帯電話やPHSの急速方式構成は、携帯電話機は無線1チャネルだけ持ち、な普及・低価格化が始まり、わずか数年で携帯通信機

1台ずつ異なる送受2波の無線周波数が割り当てられ、器に主役の座を追われることとなった。

これに対応して基地局の送受信機が同数設置されてい1999年5月、東京テレメッセージは会社更生法の適る。全体の回線構成は携帯電話機、基地局無線装置、用を申請した。以後、各地に設立された新規参入事業

クロスバー交換機で構成された、初期段階のシステム

者がドミノ倒しのように、2001年までに首都圏1都3県であった（図4.5）。

および沖縄本島を除き事業を停止した。
※「東京テレメッセージ」は、日本テレコム主体で「東京ウェブリンク」に改称して再建した後、2001年に株式会社鷲山が買収して「マジックメール」に再改称した。

NTTドコモは2004年6月30日で新規受付を終了、「ポケットベル」サービスが始まって約30年にしてその歴史に幕を閉じることとなった 9。
しかしながら、無線呼出は、強力な電波到達力、高速システム概要：
基地局送信：150MHz帯及び400MHz帯（微弱電波）
携帯局送信：250MHz帯（微弱電波）
無線チャネル数：120
チャネル周波数間隔：25kHz
変調方式：PM （最大5kHz）
交換方式：自動接続（クロスバー交換機）
ダイヤル信号：押しボタンダイヤルの多周波方式
アンテナ：基地局：ブラウン、移動局：ホイップ

伝送、特定多数への同報性、低廉性などの特徴を有しており、災害時の一斉同報や職員への一斉通知などでの用途が残されている。

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査

261

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ262

図4.5

大阪万国博携帯電話構成図 8

年からセル方式のサービスがスタートした（図4.6）。

4.3 自動車電話サービス

4,12,13,14

1970年に電電公社電気通信研究所は、全国規模の自動車電話サービスを提供するために、800MHz帯を利自動車電話サービスは、「自動車大国」の米国が先用するセル方式システムの開発に着手した。セル方式

行していた。1946年、セントルイス市内で150MHz 帯とは、サービスエリアを「セル」と呼ばれる多数の小の6チャネルを用いて、「MTS」という手動交換接続のさなエリアに分割し、同じ周波数の電波が互いに干渉

プレストーク方式による簡易システムが導入された。

しない程度の距離をとって、複数のセルで繰り返し利

これが世界最初の自動車電話サービスだった。その後用する「小ゾーン方式」であり、限られた周波数帯を1964年にダイヤル自動交換機の自動チャネル切替えを有効に活用できる。

採用したサービスエリアの半径30〜40kmの「大ゾーン方式」のIMTS（Improved Mobile Telephone Service）
が導入された。米国の900MHz帯の「小ゾーン方式」（1）自動車電話（TZ801）
商用化が実現したのが、1979年12月である。このとのセルラー電話は、AT&TのAMPS（Advanced

きの1ヶ月の基本料金が3万円、通話料金は3分280円

Mobile Phone Service）方式が1977（昭和52）年にシ（320km以上の遠方からかけると720円）であった。公カゴで、モトローラのDinaTAC方式が1978（昭和53）

衆電話から電話すると6.5秒ごとに10円玉が落ちてい年にワシントンで、それぞれ市場テストを開始した。

く（当時は100円硬貨が使える公衆電話は数が少なく、しかし移動機に関する仕様の統一に時間がかかり、商テレホンカードも存在しなかった）から、手にいっぱ

用サービスの開始が1983（昭和58）年になったため、い硬貨を用意しないと自動車への電話はかけられなか

日本が世界で最初にセルラー電話サービスを1979（昭った。容積約7,000cc（約320×230×90mm）、重量は

和54年）年に開始するという栄誉を得た。

無線機本体7kgで筐体の上部に無線部（電磁妨害対策

ヨーロッパでは、北欧4か国（スウェーデン、デンのため金属シャーシでカバーしたモジュール、フィル

マーク、ノルウェー、フィンランド）で、1981年から

タ、挿入部品等で構成）、下部に制御部（多数のディ

450MHz帯のNMT-450、1986年から900MHz帯のNMT-

ップ IC）が実装されていた。

900のサービスがそれぞれ開始され、イギリスでは1985

図4.6

262

世界のセルラ自動車・携帯電話の導入時期 15

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ263

図4.7

移動無線機の基本構成 13

中のチャネル切り替え、位置登録等がマイクロプロセ
主要規格
周波数：800MHz帯（送信と受信別）
無線チャネル：600チャネル切り替え
チャネル間隔：25kHz
送信出力：5W、送信時電流：3.6A
周波数安定度：±2.5×10−6
最大周波数偏移：±4.5kHz
受信入力感度：0dBμV、待受け時電流：0.9A
VCO:逓倍方式、周波数150MHz×6逓倍
電源・温度：DC13.8V,−20〜60℃
重量：7kg（電話機、アンテナを含め約10kg）
大きさ：7,000cc（約320×230×90mm）
温度範囲：−10〜 50℃（規格満足、−20〜60℃（動作）湿度範囲：95％
振動条件：加振周波数10 〜100Hz, 0.5Gの振動で特性の変化ないこと、2Gの振動後で特性の劣化がないこと
接続方式：発着信自動接続

ッサで自動的に制御できる。ブロック図に示すように
局部発振回路は周波数シンセサイザで構成され、マルチチャネルアクセスが可能になっている（図4.7）。
2）主要部の概要*電力増幅部：シリコンバイポ−ラのトランジスタ3段で構成され、アルミナセラミック基板に分布定数回路で構成された。
*制御部：600チャネル移動機は過激な移動伝播でも安定・確実に誤り制御、フェージング対応、干渉妨害対応等の高度な制御技術が要求される。その基本機能
は1）各制御フローの実行、2）無線基地局との信号の授受、3）無線部本体の制御、4）電話機の制御である。
8ビットCPU（Central Processing Unit）、多数のRAM

1）移動機の基本構成
自動車電話移動機は、移動機本体、電話機、アンテナ（ルーフトップ型）で構成されている（写真4.11）。

（Random Access Memory）、ROM（Read Only Memory）、
IC、LSIそしてトランジスタで構成されている。
*周波数シンセサイザ部：振動で周波数が変調されFM性雑音が発生するため何度も実験が行われ耐振に強いシンセサイザを実現した。その結果、回路構成が簡単で、不要な周波数（スプリアス）の発生が少ない
150MHz帯で発振するVCO（Voltage-Controlled
Oscillators:電圧制御発振器）を逓倍して800MHZ帯にする方式を採用した。VCOは、2Gの振動に耐えるよ
うに、セラミック基板に蒸着した薄膜スパイラルコイ
ルを使用した（図4.8）。

写真4.11

自動車無線機本体・電話機・アンテナ（NTTドコモ歴史展示館所蔵）

移動機の構成は送信部、電力増幅部、受信部、シンセサイザ部、送受分配器および制御部にブロック化して振動および衝撃を考慮したアルミダイキャストの筐体へプラグイン構造となっている。

コイルインダク
タンス値：
L＝0.12μH
高周波損失：
Q＝≧300中心周波数：
140MHz

音声はアナログ変調（PM変調）、制御信号はデジタ
ル変調（PSK変調）で伝送する双方向通信で、800MHz帯を用い600チャネルにアクセスでき、通話

シールドケース
内部導体

内部導体

図4.8

VCO セラミック基板に蒸着した薄膜スパイラルコイル 14

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査263

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ264*水晶発振器：広い温度範囲、厳しい振動・衝撃に強い温度補償形水晶発振器（TCXO、周波数安定度1ppm）が開発された（写真4.12）。

写真4.13 無線部外観（左より受信部、シンセサイザ部、送信部）14
写真4.12

TCXOの外観図 14

1982年に体積1,500cc（従来比1/4）、重量2.4kg（従来比1/3）、消費電力（待受け時）従来比1/2、部品点数従来比1/4に低減された車載機（TZ-802）が実現した（図4.9、表4.1）15。
表4.1

移動機回路構成の変遷 16

写真4.14

制御部外観 14（2）移動機に自社製の通信工業用半導体を使用 12
当時は半導体を通信機器に導入し始めたばかりの段階であり、その信頼性についての評価を、「認定品」、「通信工業用」、「民生用」の3種類に分類し、電気通信
主要開発技術は

機器には信頼度も高いが価格も高い「認定品」を使用*800MHz直接発振シンセサイザ（1,000チャネル）することと定められていた。ところが新参入メーカは*145MHz「認定品」を持っていなかったため、自社の「通信工SAW-PLL（Phase Locked Loop）変調器*小型送受信分波器：高誘電率材料を用いた業用」が「認定品」と同等以上の信頼性を有すると申*制御信号のデジタル化によるソフトウエア処理化し出た。電電公社研究所で評価を行った結果、移動機*IC化 LSI化に限り自社製の「通信工業用」半導体を使用しても良1988年には体積1,000cc、重量1.3kg、消費電力（待いこととなり、実用化が推進された。

受け時、0.7W）に低減された車載・ショルダ型兼用（3）自動車電話サービス会社の設立 12機（TZ-803A）が実現した。

自動車電話サービスが開始されるのに先立ち、自動3）自動車電話機の実装例
1979年、日本初の電電公社のTZ80114（写真4.13、4.14）

図4.9

264

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

車電話の端末機に関するサービスを一元的に扱う会社

車載機の発展経緯 15

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ265

として「日本自動車電話サービス（株）（JMPS）」が500cc、重量750gの端末が発売された（写真4.16）。

1979年9月に設立された。また同様に、大阪には「新主要規格
周波数：800MHz帯
無線チャネル：600
チャネル間隔：25kHz
送信出力：1W、送信時間：60分,待受時間：6時間
VCO：800MHz直接発振
電源：NiCd単3×6＝7.2V,
700mA

自動車電話サービス（株）（SMPS）」が1980年に設立された。
シートをはずし、マットをはがして車に穴をあけ、
電源線、通信線などを配線し、そして外見上の変化がないように元へ戻すというのはかなり厄介な仕事である。国産乗用車だけでも50以上の車種があり、これに外車があり、貨物車、バス、特殊車を加えれば、その種類はもっと増える。同車種でも型式が違えばボディに差があり、グレードが違えばシート、装備品も変わってくる。穴をあける場所によっては車の強度にもかかわり、保証期間に影響する場合もあり得る。
日本人は車を特に大事にする国民である。作業にかかる前にボディを念入りに点検した。外国では電話を

写真4.16

日本初の携帯機（1987年TZ802）4（6）大容量方式の導入（1988年）17
加入者数の増大に対応するため1988年大容量システ
ムが導入された。無線チャネルの狭帯域化のため周波数間隔が従来の1/4の6.25kHzの採用である。
車載機・携帯電話に導入された新技術は付けに行くと、「いきなり屋根の上からゴリゴリと穴*ダイバーシチ受信回路：携帯機に2本のアンテナと2をあけ」アンテナを取り付けるとのことであるが、わ系統の受信回路が必要である。

が国ではとても真似ができなかったとのことである。

*6.25kHz間隔の周波数シンセサイザー（2,000CH）

その後携帯電話の誕生により、車のなかでも携帯電話*2,4000bits高速制御信号伝送をそのまま使うようになり、自動車電話は姿を消した。

*間欠受信動作、*音声スクランブル秘話などであり、世界一周波数有効利用の優れたシステム（4）ショルダーホン型の携帯電話

4

自動車電話の主要ユーザーはVIPであることが多かったが、こうした客から「車から離れたところでも使である。端末の小型・軽量化が進められ、1989年2月に体積400cc、重量640gの「携帯電話（TZ-803B）」が開発された（写真4.17）。

える電話が欲しい」という声が多数寄せられた。この要望に応えるために、ショルダーホンが開発された（1985年9月発売）。車から取外しができ、車外でも通話が可能なもので、携帯電話の一種の源流であった。
体積が2,300cc、重量は3kgもあり、さらに自動車電話の基地局設置の特性から利用できるエリアは主要道路沿いなどに限定されていた。充電式の電池を使用し、1回の充電で送信時間40分、待受時間約8時間であった（写真4.15）。

写真4.17
主要規格
周波数：800MHz帯
無線チャネル：600
チャネル間隔：25kHz
送信出力：5W、送信時間：40分,待受時間：8時間、VCO：周波数150MHz×6逓
倍、
電源：NiCd単2×6＝7.2V,
体積：2,300cc、重量：3kg「携帯電話（TZ-803B）」（上）「マイクロタック」（モトローラ）（下）14

4.4 超小型携帯電話機の開発

4（1）モトローラ社の超薄型・軽量の端末の出現
1989年4月、米国のモトローラ社がNTTを上回る体積
211cc、重量303gの超薄型・軽量の端末「マイクロタック」を開発した。ポケットにも入るサイズであり、これは当時としては画期的な大きさであった（写真4.17）。

写真4.15

ショルダーホン（100型）4（5）携帯電話

NTTは「携帯電話がつながらない」というトラブ
ルがないように、大容量方式のネットワークインフラ

わが国初の携帯電話サービスは日本電信電話（以下、系を十分に整備したうえで、超小型のものを世にだすNTT）が1987年4月に開始した。このときは、体積予定だった。1989年7月、研究開発陣を挙げての超小移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査

265

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ266

型端末の開発プロジェクトがスタートした。目標は、（3）小型化技術の開発「1991年9月頃を目途に、体積100〜150ccの新機種を商

1）150cc化の製造技術用化する」というものであった。それは従来機種の約4分の1のサイズであり、ハードルは高かった。

この超小型機の開発は、製造技術の総結集であり、短期間に量産体制にまでもっていったという点が画期

NTTは超小型機の開発を、日本電気、松下通信工業、
三菱電機、富士通の4社に依頼した。従来は同一機種的であった。回路、部品、電池、アンテナなど、すべての構成要素が徹底的に見直された（表4.3）。

を複数のメーカーが製造していたが、そのやり方を変表4.3

150cc化の製造技術 15

え、機能・性能などの基本設計はNTTで進めるが、外観デザインや回路などの詳細設計については、可能な限り各メーカーに自由にまかされることになった。
また、それまではプロジェクトに参加したメーカー
から製品を均等に買う方式をとっていたが、各社の製品の売行き次第で発注量を決めることに変わった。メーカーも売れなければ死活に係わる問題であるから、必死に開発・製造に取り組んだ。4社それぞれデザイ
ンに工夫を凝らしたが、このとき日本電気一社のみが2）小型化技術「折り畳みタイプ」を採用した。現在世界中の携帯電*部品点数の削減：全部品の高さを4mm以下にする、話の多くが折り畳みタイプであるが、このデザインを

部品を基板の表面にのみつける（TZ-803Bは両面）な

世界で最初に考案した先見性は素晴らしい。

どといった血のにじむような努力を重ね、部品数を約400にまで減らす（TZ-803Bは約900）ことに成功した（2）超小型機の開発の設計コンセプト（図4.10）。

次のような設計コンセプトと実現結果である（表4.2）。
表4.2

超小型機の開発の設計コンセプトと実現結果*0.5mmピッチLSIと小形チップ部品の適用：ピン間
隔0.5mmのSSOP（Super Small Outline Package）パッケージを利用したLSIと1005チップ部品（サイズ
1mm×0.5mmの抵抗、コンデンサ）を多用して配線スペースを大幅に低減した。
*RFフィルタ一体形内蔵アンテナ：ダイバーシチ受
信用の受信専用アンテナとして従来の板状逆Fアンテ
ナ・エレメントと地板間の空間に受信用RFフィルタを埋め込む一体形構成で従来に比して1/5と小型化した。
*MMIC化電力増幅器：GaAs基板を用いて高効率なマイクロ波モノリシックIC（MMIC）化電力増幅器を

図4.10

266

150ccにするための主要技術 15

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ267

実現し、従来比約1/3を実現した。
*中間周波回路・変復調回路のLSI化：低消費電力
LSIを適用し各部のLSI化、無線部回路の大きさを従来比約1/2を実現した。
*フィルタ類の小型化：高誘電率セラミックの適用
写真4.18した送受分波共用器、積層セラミックLCチップフィ
ルタ、SAWフィルタの小型化により従来比でそれぞれ約1/3、1/10、1/20を実現した。
*制御部のLSI化：Z80-CPU,A/D変換器、シリア
ル・パラレル変換回路、ビット同期回路、メモリ回路

MOVA-Nの制御部 19

無線部は厚さ0.8mm、5層基板から成り、貫通バイ
アホール、スルーホール上に部品ランドを設けるランド内ブラインドバイアホールを採用して実装効率を向上させた（図4.12、写真4.19）。

の一部をASIC（Application Specific Integrated
Circuit）化で従来比約1/3を実現した。
*800MHz帯直接発振周波数シンセサイザ：1,000波の電波を送受信しなければならない。これだけの数の水晶発振子を実装するのでは大変である。そこで、周波数シンセサイザという技術が実用化された。これは分周、混合、逓倍、および位相ロックループ（PLL）という技術を組み合わせ、1個の水晶発振子を基準にして25〜6.25kHz間隔の周波数のうちの1つを自由に作り出すものである。この技術を用いることにより、最小

図4.12多層基板のブラインドバイアホール構造 192個の水晶発振子から送受信用の電波が作れるようになり、移動機のコストと容積の削減が図れた（図4.11）。
図4.11

周波数シンセサイザ

写真4.19

MOVA-Nの無線部 19（4）位置検出と通話中チャネル切り替えで苦労12
開発で苦労した1つは位置検出と通話中チャネル切り替えであるという。自動車が移動するに従って、今まで電波を送受信していた基地局から遠くなり、電波も弱くなる。それとともに、新しい基地局に近付き、そちらの電波が強くなる。そこで、適当な時点で、送受信電波を今までの基地局から新しい基地局に切り替えなければいけない。これを通話中チャネル切り替え（ハンドオーバ）という。基地局からの電波の強さを移3）MOVA-Nの例

19

動機側で比較した方がシステム構成は簡単になるが、*多層配線基板技術：MOVA-Nの例を紹介する。制移動機のコストが高くなるので、基地局側でその機能御部と無線部に大別され、無線部はさらに送受信部とを果たすようにした。具体的な手順は次のようである。

表示部に分割される。折畳み構造のため制御部と無線

1）基地局において移動機からの電波の入力レベルを

部は2枚のフレキシブル基板で接続されている。

常に監視し、ある値以下になると周辺の基地局に対し、制御部は厚さ0.8mm、6層基板から成り、配線を効

その電波の受信レベルを測定するよう依頼する。

率良く配置するためブラインドバイアホールを採用

2）今までの基地局における受信レベルと周辺基地局

し、0.5mmピッチのIC、チップ抵抗・コンデンサの高における受信レベルとを比較し、ある数値以上に高い

密度実装を実現した（写真4.18）。

レベルで受信できる周辺基地局が存在することが分か

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査267

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ268

ると、その局に割り当てられている無線チャネルに切り替えるよう制御チャネルで移動機に指示をする。

4.5 陸上移動通信における電波伝搬特性の研究

123）移動機が指示された無線チャネルに送受信電波の周波数を切り替えると、そのことを交換機に伝え、新移動通信の分野においては奥村善久博士や森田和夫

しい無線チャネルで通話ができるよう回線を設定する。

博士の名前が有名である。陸上移動通信における電波伝搬特性は、移動局のアンテナ高が低いので地形（山（5）超小型携帯機（MOVA）の完成 18,12や丘などの地表の起伏）や地物（地表にある家屋、ビ

1990年11月末、試作機が完成した。体積150cc、重ル、樹木などの遮蔽物）の影響を受け、伝搬状況が複量230gという世界最小・最軽量の携帯電話「TZ-804」

雑に変化する。そのため、単純・理想化した条件でのである。NTTは新製品を発表し、「世界最小、大きさ

理論的解析とあわせ、実際の状況下における実験的解の点では限界ではないかと思う」と自信をのぞかせた。

析を積み上げて行く必要がある。

新型機は「ムーバ」と名づけられ、1991年4月1日から発売された（写真4.20、表4.4）。

1962（昭和37）年から3年間にわたり伝搬実験が行なわれた。周波数（MHz）は450、900、1400、1900の四波とし、数100mの近距離から100kmの遠距離まで受信レベルのデータを積み重ねた。当時の測定器はもちろん真空管式であり、安定度が悪いので、30分おきにレベル校正を行うなどして精度の確保に苦労したとのことである。当時の道路状況は現在と比較にならないほど悪く、狭い測定車に閉じこもって半径100kmの範囲を走り回る苦労は並大抵ではなかったとのことである。得られたデータを、各種地形・地物条件の伝写真4.20
表4.4「ムーバ（mova）」外観（F,D,N,P）

4

超小形携帯機（MOVA）の緒元 18

搬路における電界強度、サービスエリアの推定法などの関連図表にまとめ、研究所の「研究実用化報告」などに発表されたが、米国、北欧などの研究者から資料送付の依頼があったとのことである。
1969（昭和44）年にはCCIR（現在のITU-R）SG
（研究委員会）Vの議長から報告の要請があり、グリーンブック（CCIRの公式文書集）に450MHz帯と900MHz帯の基準伝搬曲線が掲載された。この推定法
は電電公社ならびにベル研究所で始めた900MHz帯自動車電話方式の設計にも使用され、また世界的にも「奥村カーブ」と称されて引用され、回線設計者には必須の曲線として使用されている。後に、秦正治博士
が奥村カーブをさらに発展させ、方式設計者が実際に「ムーバ（mova）」とは「movable」（移動できる）

利用しやすい伝搬損失推定式を導出した。この式もから名づけられた名称である。パンフレットには待ちCCIRの勧告として採択され、「奥村・秦式」と呼ばれ受け時間が「8時間」と書いてあるのに、それより早て世界で広く用いられている。

く電池が無くなるという苦情が利用者から寄せられた。実は、この時間はNTT研究所において静止状態

4.6 NTTドコモとNCCの誕生4で測定した値であった。使用者が携帯電話を持ち歩い268たとき、エリアが変わるごとに携帯電話から基地局に

日本電信電話公社は1985年（昭和60年）4月1日に民位置登録をする。その電波を送信する分が電池の持ち営化され、日本電信電話株式会社（NTT）が誕生し

時間の勘定に入っていなかった。「使用状態によりこた。国内通信は電電公社、国際通信は国際電信電話の値は異なります」と断りの一言が書かれていなかっ（KDD）の各1社体制だった我が国の電気通信事業がた。しかし待ち受け時間が数100時間になった今では自由化され、新電電（NCC）各社が新たに電気通信事

信じられないような話である。

業に参入してきた。翌年には自動車電話、ポケットベ

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ269

ルなどの移動通信の分野でも、NCCが誕生した。

に力を入れた。この積極投資による品質の改善、サー

トヨタ自動車系の日本移動通信（IDO）が1988年12

ビスの向上が、携帯電話の爆発的な普及につながった。

月から首都圏で、翌1989年12月から中部圏で「NTT

携帯電話の契約に必要な各種料金の高さも、大きなの大容量自動車電話サービス」を開始した。また1989

ネックとなっていた。1992年（平成4年）当時、携帯

年7月から第二電電（DDI）系の関西セルラーが近畿電話を契約するためには、保証金10万円と新規加入料

圏で米国モトローラの開発した英国のTACS方式の自4万5,800円が必要であり、このほかに回線使用料（端動車電話サービスをスタートさせ、セルラー系はその末レンタル料を含んで、毎月1万6,000円）と通話料が後サービスエリアを九州、中国、東北、北海道、北陸、かかった。保証金は2年後に返還されるとはいえ、初四国へと拡大していった。こうして全国的に、IDOま

期費用だけで15万円以上もかかる。これは欧米の2〜3

たはセルラー系とNTTとの1地域2社の競争体制がで倍という高さであった。

きあがり、料金・サービスの競争が始まった（表4.5）。
表4.5

各事事業者のセルラー電話システムの技術比較

欧米の実情を調査してみると、通話料は日本とあまり変わらなかったが、「保証金なし」の国が多く、新規加入料もきわめて安く設定されていた。つまり、料金面での入口を低くし、入りやすい（契約しやすい）設定にして、まずユーザーに使ってもらう。NTTド
コモは、入口のハードルを低くするため、その第一弾として、1993年10月1日に保証金（10万円）の廃止を実施した。
保証金廃止の効果は絶大なものであった。毎月の平日本移動通信（IDO）の事業地域である関東・東

均純増数は、それまでの1.3万から約5万へと急増した。

海・甲信地区と、DDIセルラーの事業地域である関西

それまでの携帯・自動車電話は、主として企業経営者、などとの地区で、システムの互換性がないため相互利

個人事業主、資産家などが利用し、「ステータスシン

用ができない事態となり、さらに、米国との貿易摩擦

ボル」的な面もあったが、ネットワークの充実によっで米国包括通商法の電気通信MOSS協議の結果、1991て使いやすくなったことや保証金の廃止などにより、

年10月に、IDOも東京23区でTACS方式の導入を始め、この頃からユーザー層が拡大し、「ビジネスツール」

1992年12月にようやく両グループのTACS方式のローとして位置づけられるようになった。

ミングが開始され、相互利用が可能になった。
NCCは、NTTより通話料は約10％、基本料は約4.7 新規事業者の携帯電話機

20％安い料金設定を行ない、また代理店を活用する積極的な販売戦略を展開して、シェアを拡大していった。

1988年12月、IDOは東京23区でNTTの大容量方式

一方、ポケットベルサービスの分野でも、1987年以降（アナログ）でスタートした。1988年の初期携帯電話

NCCが続々誕生し、出資者である地元有力企業の強力機は670グラム（送信出力1W）（写真4.21）であった。

な支援を得て、急速にシェアを拡大していった。
政府は、市場のさらなる活性化を促すために、NTTの移動通信事業部門を別会社として分離・独立させることを決定した。そして、「NTTドコモ」が1992年7月営業を開始した。日本での携帯電話の普及
は主要国より遅れていた。NTTドコモはこの普及の遅れの原因を詳細に分析し、調査の結果、普及の遅れ
は3つの原因があることが判明した。それは、ドコモ
を含めた我が国の携帯電話は、（a）つながらないエリアが多く利便性が悪い、（b）料金が高い、

写真4.21

1998年「ミニモ」携帯電話機（670グラム）（KDDI提供）

1990年、更に「マイクロタック」より小型の世界最（c）端末が重く電池も長持ちしない、ことであった。

小の「ミニモ」携帯電話機（298グラム、203cc, 1W）

ドコモは1992年（平成4年）夏から1993年にかけて、（写真4.22）が発売された。

多額の設備投資を行ない、ネットワークの整備と拡大

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査269

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ270

参考資料
1

中山元秦：「移動通信の歴史」、（株）近代文芸社
1997.2.20第1版

2

田村正勝：「移動通信半代記」、東京文献センター

2006.11.1発行

3 「警察の情報通信（平成17年度版）」、警察庁情報通信局
4 「NTTドコモの10年史（1992-2002）」、NTTドコ
写真4.22

1990年「ミニモ」携帯電話機（298グラム）（KDDI提供）

モ10年史編集事務局
5

斎藤・立川：「移動通信ハンドブック」、オーム社、平成7.11.15

1989年7月から第二電電（DDI）系の関西セルラー

6 「日本電信電話公社25年史（上）」、NTT社歴が近畿圏で英国方式のTACS方式の自動車電話サービ
スをスタートさせた。1989年「HP101」（Kyocera,（1977-1985）年史編集事務局
7380g）携帯電話機、世界で一番超薄型・軽量の「マイクロタック」［HP501］（Motorola、305g、221cc、連
続通話時間：30分、連続受信時間：8時間）携帯電話
機が発売された。
1991年10月、IDOは東京23区で英国方式のTACS方式（トョーキョーフォンとして）を開始した。「マイクロタックII」携帯電話機（0.6W）（写真4.23）が発売

藤岡・他：「東北・上越新幹線デジタル列車無線システム」、三菱電機技報、Vol78,No.2,2004

8

山内・渡辺・高村：「移動通信方式」、科学新聞
社、1981.3.1改訂版

9 「ポケットベル・サービス30年の歩み」、NTTドコモ、研究開発企画部、2001.3
10 工藤他：「腕時計形ポケットベル」、NEC技報、Vol.46,No.3,1993された。
11 山尾：「高度無線呼出システムの標準化状況と技術 展 望 」、 電 子 情 報 通 信 学 会 誌 、 V o l 7 9 , N o . 3 ,1996.312 桑原守二：電波新聞「移動通信100年」2005.1-3
13 奥村・進士：「移動通信の基礎」、電子情報通信学会、昭和61.10.1
14 木下他：「自動車電話方式用移動機」、佐々木・
柳沢：「自動車電話用移動機の部品」、研究実用化報告、第26巻7号, 1977
写真4.23

1992年マイクロタックⅡ（IDO）（KDDI提供）

DDI系セルラー電話会社のラインアップを示す（写真4.24）。

15 卜部・他：「移動機・携帯機の研究開発」、NTT
DoCoMoテクニカル・ジャナール、Vol.2,No.3
Oct.1994
16 関・他：「新形移動機」、研究実用化報告、第31
巻1号,1982
17 結城・他：「大容量移動通信方式用移動機構成技術」研究実用化報告第35巻10号,1986
18 「超小形携帯機Mova」、NTT R &D Vol.40 , No.7 ,1991
19 古賀・田村：「超小型携帯電話機（mova-N）」、
表面実装技術、1992-6、日刊工業新聞社
20 「普及加速への切り札、端末売り切り制の課題」、
NIKKEI COMMUNICATIONS,92.7.20

写真4.24270

DDI系セルラー電話会社のラインアップ 20

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ271

5 第二世代のデジタル化の成長期（1993〜2000年）
アナログ方式の加入者の収容能力が限界に達するた（2）800MHz帯のPDCデジタル方式のサービス

め、デジタル化の標準化が進められデジタル携帯とイ

日本はNTTドコモが1993年3月25日から、我が国初

ンターネット接続サービスが導入された。1994年端末のPDCデジタル方式の携帯・自動車電話サービス

自由化により成長期時代になった。各国動向、技術の変（800MHz）を首都圏で開始し世界に先駆けてデジタ

遷、モバイルインターネットのサービス推移等を示す。

ル携帯電話を使ったデータ通信サービス（2,400bps）を開始した。携帯電話による非音声通信サービスの始

5.1 デジタル方式の標準化と各国動向

1,4

まりである。
その後、関東・甲信越でデジタル方式のサービスエ

1987年デジタル自動車電話の欧州統一システム

リアが拡大され、東海・関西（1994年4月）、北海道・（GSM）の研究が始った。また米国でも1988年米国電東北・中国・九州（同年10月）、北陸・四国（1995年1

気通信工業会（TIA）が検討を始めた。我が国でも月）の主要都市でデジタル方式のサービスが開始され1989年郵政省が調査研究会で、検討を始めた。

た。これによりNTTドコモの地域会社すべてでデジ
タル方式のサービスが提供された（写真5.1）。

（1）日本のデジタル方式の標準化
電波産業会（RCR、現ARIB）が1991年（平成3年）に制定した標準規格「PDC（Personal Digital Cellular）」
は3チャネルTDMA（Time Division Multiple Access:
時分割多元接続）である。日本・欧州・米国間との標準化を国際電気通信連合（ITU）の国際会議で審議されたが1本化はできなかった。結果として日・米・欧の3方式になった。

写真5.1

デジタルムーバラインナップ（NTTドコモ）5

現在実用化されている日・米・欧のデジタル方式はデジタル800MHzの基地局数も、サービス開始時

TDMA方 式 と CDMA（ Code Division Multiple（1993年3月）には250局であったが、1996年3月末にはAccess: 符号分割多重接続）方式を採用している。

4,500局と急ピッチで増設された。この結果、デジタ

日・米・欧のデジタル方式の比較を示す（表5.1）。

ル800MHzサービスの全人口に対するカバー率は、

表5.1

1993年3月末には18％であったものが、2000年3月末

日・米・欧のデジタル自動車・携帯電話方式の比較

100％を達成した。
日本移動通信（IDO）は、1994年6月にPDCデジタ
ル方式の携帯・自動車電話サービス（800MHz）を首都圏で開始した。デジタル初の携帯機D301は約235g,
52mm×156mm×30mm（電池パックS装着時）（写真5.2左）、1997年4月に高速データ通信対応の小型・軽量の502G携帯機は約97g、幅41mm×高さ130mm×奥行き24mm（電池パックS装着時）の9,600kbpsの高速データ通信を実現した（写真5.2右）。
世界初のデジタル携帯電話は欧州のGSMがドイツで1992年にサービスされ、現在140以上の国で導入されており、事実上の標準となっている。
米国はTDMA方式をTIA（Telecommunication
Industry Association）が標準化し、1993年に導入された。その後cdmaOne方式も標準化され1997年に導
入された。

写真5.2

左：IDO初のデジタル携帯機（D301：KDDI提供）
右：9.6kbps高速データ携帯機（502G）

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査271

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ272（3）新規事業者の参入（1.5GHzデジタル方式）
首都圏での携帯電話加入者の増加に対応するため、
N T Tドコモが19 9 4年 4 月から首都圏3 0 kmエリアで2）パケット通信サービスPacketOne
2001年、14.4Kbps（上り）/64Kbps（下り）のパケ
ット通信サービスの「PacketOne」が提供された。

1.5 GH zのPDCデジタル方式のサービスを開始した。
通話料や基本使用料が安いのが特徴だが、通信使用

5.2 PDCデジタル携帯機の開発

5,7,8

エリアが限定されている。シティホンという機種でサービスを行ったが、1.5 GHz帯にはiモードで利用するパケット通信網が用意されていないため、料金の（1）デジタル携帯機開発のポイント
アナログ方式と大きく異なる開発点を示す（図5.1）。

安さにも関わらず、800MHzに比べて契約件数が伸び

1）音声符号化コーデックなかった。

2）高速チャネル切替シンセサイザ

デジタルホーン（現ボーダホーン）が1994年4月に、ツーカーグループが1994年6月に1.5GHzのPDCデジタ
ル方式で参入し、NTTドコモと新規参入事業者との競争時代を迎えた。

3）直交変調器
4）線形化電力増幅部
特にデジタルシステムに固有の高能率音声符号化の技術開発の進展がある（図5.2）。

（4）cdmaOne方式のサービス
CDMA（符号分割多重接続）方式を利用した、第2.5世代の携帯電話規格のcdmaOne方式を関西・九州・沖
縄セルラー（現au）は1998年7月に導入した。その後
セ ル ラ ー・日 本 移 動 通 信（ I D O ）は 1 9 9 9 年 4 月 にcdmaOne全国シームレスネットワークを完成した。
その原型は、米クアルコム（QUALCOMM）が開発したデジタル携帯電話（規格「IS-95」）であり、米国のほか、カナダ、オーストラリア、韓国、メキシコ、
イスラエル、ベネズエラなど、すでに多くの国で導入されている。

図5.2

高能率音声符号化の技術開発の進展 7

PDCと比べ、帯域幅が広いため音質が良い、3つの基地局から電波を同時受信できるため輻輳に強く切れ

1980（昭和55）年に高能率音声符号化の大きさはにくいなどの特徴をもつ。

250cc、消費電力900Wで実用に適さなかったが、1993

1）インターネット対応（EZweb：イージーウェブ）

年には1チップで0.5W以下になりデジタル携帯機で使携帯電話用された。デジタル携帯機でもアナログ携帯機の小C201H型携帯電話でインターネットにアクセスでき

型・軽量化・高密度実装・高機能化等の技術が応用さるEZwebに対応した初のモデル。セルラーグループ

れ、100cc、150gの小型・軽量化が実現された。

とIDOによる全国統一ブランドcdmaOneは、クリアで途切れにくい音質と、最大14.4kbpsの高速データ通信を実現した（約82g、幅42mm×高さ130mm×奥行
き18mm）（写真5.3）。

（2）ハーフレート方式の開発
デジタル方式はフルレート方式と呼ばれる音声符号化の技術を用いている。大幅な需要増に対応できなくなることが懸念された。そこで、（財）電波システム
開発センター（RCR、現ARIB）では、周波数の利用
効率を高め、契約者の収容量を倍増させるハーフレー
ト方式の標準規格化作業を行なった。RCRが国内外の13事業者から候補提案を募り、選定を行なった結果、ドコモが提案したPSI-CELP（Pitch Synchronous
Innovation Code Excited

写真5.3 セルラー・IDOのcdmaOne携帯機
EZweb 14.4kbpsデータ携帯機（C201H）（KDDI提供）272

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.MarchLinear Prediction）のハー

フレート方式が最も優秀と認められ、1994年（平成6年）に標準方式として採用された。この方式は当時、

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ273

図5.1

デジタル携帯機開発のポイント 7

世界各地で標準化が進められている方式のなかで、最モは1996年10月から、それまでアナログ方式で使用しも周波数の利用効率が高いものであった。

ていた周波数帯域に周波数利用効率のよいデジタル方

ドコモは1995年12月、世界に先駆けてこのハーフレ

式を順次導入した。アナログ方式の全帯域をただちにート方式を導入し、端末もハーフレート方式対応のもデジタル方式に変えるのではなく、数MHz単位で逐次のを開発・発売した。

変更していった。また、端末については、アナログ方

ハーフレート方式には次のような4つのメリットが式周波数帯域にも対応可能な端末「デジタル・ムーバ

あり、デジタルネットワークの充実と需要増に対応す

201・202HYPERシリーズ」を新たに開発・販売した。

る通信環境を構築するうえで、大きく貢献した。
1）周波数の利用効率の向上

2001年からは800MHz帯と1.5GHz帯の両帯域に対応可能なデュアルバンド対応端末「デジタル・ムーバ

フルレート方式では音声情報を11.2kbpsに情報圧縮

211iシリーズ」を開発・販売し、それまで異なるサーして伝送していたが、ハーフレート方式では半分のビスとしていた2つの周波数帯域を自動的に切り替え

5.6kbpsまで圧縮することができ、周波数の利用効率ることで、ネットワークの効率化と一層の周波数有効が2倍となる。

利用を実現した。

2）システムの経済化
音声をデジタル信号に変換して伝送するときの情報

5.3 新たな移動通信サービス「PHS」

5,6,9

量が半分になるので、基地局と交換局の間の送路コストを削減できる。また、チャネル当たりの装置コスト

日 本 が 開 発 し た PHS（ Personal Handy-phoneの低下および基地局変復調装置の小型化による基地局

System）が、1995年（平成7年）7月から関東と北海スペースの削減などにより、設備コストを削減できる。

道で、その他の地域では同年10月からそれぞれ開始さ

3）サービス性の維持・向上

れた。サービスを提供したのは、NTTパーソナル通

音声の送信時間が半分になり電池の負荷が減るので、信網9社（現NTTドコモ）である。なお、DDIポケッ

従来機比較して連続通話時間が最大50％長くなる。

トグループ（現ウィルコム）も同年7月から、アステ

4）従来のフルレート方式とのコンパチビリティー

ルグループは同年10月からサービスを開始した。

ハーフレート方式対応の端末は、フルレート方式への携帯電話とPHSが基本的に異なる点は、基地局まで接続機能を備えているため、ハーフレート方式が採用さのアクセスに独自の回線を設備するか、固定電話の加れていない地域でも使用でき、従来のフルレート方式の入者線を用いるかにある。すなわち、PHSは電話加入

端末は、ハーフレート方式の導入地域でも利用できる。

者線の先端に簡易な基地局用無線装置を設置する。基地局から電波が到達する範囲は約100mと極めて短い（3）1.5GHz帯のサービス（シティフォンサービス）

のでPHS移動機の送信出力も10mWと小さくできる。

「ハーフレート方式」を導入しても需要の急増に対これが、医療器具への影響が少ないという判断から病応できず、周波数の不足が想定された。そこで、ドコ院での利用は携帯電話よりもPHSが使用されている。

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査273

移動通信端末調査 10.9.22 16:14 ページ274

歩行速度程度の移動を前提とするが、32kbpsデジタ
ル方式によるクリアな音声品質や高い秘話性能を有する。端末価格、基本使用料、通話料とも携帯・自動車
電話に比べて低廉な料金で提供され、端末も小型・軽量で電池が長持ちする等の特色がある。
PHSのゾーン半径は自動車・携帯電話のゾーン半径に比べ約10分の1であり、面積で100分の1であるから、電波の繰返し使用による有効利用は約100倍である。
このような特徴をもつ一方、導入当初のPHSサービスには、高速移動中の通信には向かず、サービスエリアの拡大には多くの基地局を設置する必要があるといった短所もあった。

写真5.4

パケット通信の利用シーン 6

携帯電話の普及により、NTTドコモは2005年4月30

接続時間によらず情報量（パケット単位）によって課

日に新規加入申し込みを終了し、アステルグループは金する料金体系となっているので低料金で利用できる。

事業停止した。一方PHSの利用はアジアを中心に20数

トラックなどの運送車両や自動販売機のリモート管

カ国におよび、端末機の数も2000万台をはるかに突破理システムを、画期的なコストパフォーマンスで実現したとのことである。

するパケット通信「DoPa」の小型・軽量BOX型端末も開発された（写真5.5）。

5.4 モバイルコンピューティング（NTTドコモの例）

5（1）デジタル9,600bps高速データ通信サービス
NTTドコモは、1995年4月から、他事業者に先駆けて「デジタル9,600bps高速データ通信サービス」を開始し、同時にノートパソコン用「デジタルデータ／
FAXカード9600」などを発売した。
この高速データ通信では、それまで2,400bpsであった通信速度が9,600bpsへと一気に4倍に引き上げられた。これにより、通信料金が平均的な使い方でそれまでの3分の1程度となった。また、データ圧縮機能が付

写真5.5

DoPa Mobile Ark 9601D（三菱電機所蔵）（3）10円メール

加されたため、文字を中心とした伝送ではデータ量がNTTドコモとマスターネット（株）（現在のゼロ

約2分の1に圧縮され、効率的な情報伝送が可能になっ（株））が共同で開発し、1997年（平成9年）5月からサた。これらは、当時としては画期的なことであった。

ービスを開始した。「10円メール」は、ドコモのデジ
タル携帯・自動車電話とアダプタを利用したインター（2）パケット通信サービス「DoPa」

ネットメールであり、全国どこのエリアからでもドコ

NTTドコモは1997年（平成9年）3月、モバイルコ

モのデジタル携帯・自動車電話（9,600bps）を使って、ンピューティング市場の普及・拡大を目指して、東マスターネットの「10円メール」サーバにアクセスし、

京・山手線圏内でPDC方式のネットワークを利用してメールを送受信することができた（写真5.6）。

パケット通信サービス「DoPa」（ドゥーパ：DoCoMo
Packet）の提供を開始した。この「DoPa」は、無線環境において、適当な長さに分割した伝送情報に宛先や伝送順番など必要な制御情報を付加した「パケット」という単位で通信するシステムであり、最大28.8kbpsの通信速度を実現した（写真5.4）。
パケット通信方式の「DoPa」は、パケット単位にデータを分割して通信するので、複数の通信を相乗りさせること（回線の共有）ができ、効率がよい。さらに、

274

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

写真5.6

Dialo（NTT所蔵）

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ275

続いてドコモは1997年12月から、モバイルツールをチケット予約などのオンラインサービスが利用可能。

初めて使用する人でも簡単に電子メールなどが楽しめ

2）メールアドレスが割り当てられ、「iモード」契約る端末として、「ポケットボード（Pocket Board）」を者同士はもちろん、世界中のメールアドレスをもつパ発売した。女性のユーザーを中心に大ヒット商品とな

ソコン、PDAとの間でEメールの送受信が可能。

り、1999年3月末には、累計販売台数が約30万台に達

3）欲しい情報が自動的に「iモード」対応端末に配信した（写真5.7）。

される「メッセージサービス」の利用や「iモード」
対応端末から直接インターネットに接続が可能。
4）通信方式には、パケット通信（9,600bps）を採用（課金は、時間ではなく送受信したデータ量による）。
なお、「iモード」の対応端末として、ドコモは「デジタル・ムーバ501i HYPERシリーズ」を発売した。
1999年（平成11年）12月には、契約数は全国で300万を突破し、サービス開始から約1年半後の2000年8月には1,000万を突破した。

写真5.7

その後も契約数は増え続け、2001年3月には2,000万

ポケットボード（Pocket Board）（NTTドコモ所蔵）を突破、2001年12月には3,000万を突破、2005年10月には4,500万を突破した。近年、我が国で登場以来こ

5.5 モバイルインターネット（NTTドコモの例）
5のようなスピードでユーザーを獲得していったサービ
ス・商品はないだろう。

（1）「情報サービス」「インターネット接続サービス」
NTTドコモは携帯・自動車電話から利用できるモ（4）「iモード」が大ヒットしたのはなぜなのか

バイルインターネットサービス「mopera（モペラ）」

1）第1の理由は、Eメールサービスを実現し、「文字を1998年（平成10年）10月から開始した。

コミュニケーション」環境のなかで育った若者たちの

このサービスは、「moperaセンター」へアクセスし、ニーズに応えたことである。高価なパソコンを買ってオリジナルコンテンツやインターネットを利用するこ

面倒な設定や操作をしなくても、簡単にEメールが利とができるモバイル専用のサービスである。

用できる携帯電話の「iモード」は、若者たちの心を「モバイル情報サービス」にはニュース、天気予報、

とらえた。

株価情報、終電情報などがあり、ドコモが提供するモ

かつてポケットベルを使いこなしていた世代が、バイル用の多様なアプリケーションを「mopera」に1997年（平成9年）頃から携帯電話やPHSを使ってメ接続することで利用できる。

ッセージを交換するようになった。ただし、この頃のメールのやりとりは、同じ通信事業者の携帯電話同士（2）新サービス「iモード」

だけで可能というクローズドなものであった。「iモーNTTドコモは、携帯電話からインターネットなど

ド」はそれをオープンなものにした。インターネットのオンラインサービスを直接利用できる新サービス「iを通じて、別の通信事業者の携帯電話や、インターネ

モード」を1999年（平成11年）2月22日から開始した。

ットに接続したパソコンとの間であっても、メールの「iモード」の特徴は、携帯電話機「単体」でイン送受信を可能にした。しかも簡単に、かつ低料金ででターネットにアクセスできることと、Eメール（電子きることが大ヒットにつながった。

メール）ができることである。それまで主にパソコン

2）第2の理由は、多様で豊富なコンテンツを用意して、を使ったビジネスユーザーが中心だったこれらのサーユーザーのニーズに応えたことである。「iモード」でビスを、一般個人ユーザーにも利用しやすくしたもの

は、モバイルバンキングやチケット予約などの「取引であった。そのため、「iモード」は爆発的に普及して系」、レストランガイドや乗換案内などの「データベ

いった。

ース系」、ニュースや天気予報などの「生活情報系」、
番組情報やオンラインゲームなどの「エンターテイン（3）「iモード」の特徴

メント系」など多種多様なサービスメニューが用意さ

1）「iモード」対応端末の画面操作で、モバイルバンキ

れた。

ング（残高照会、振込など）、航空機やコンサートのIP（インフォメーションプロバイダ）事業者と移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査275

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ276

NTTドコモが共同で用意したこうした「iメニュー」

込み、表示するサービスである。「iモード」はこのほ

は、当初は67社のサイトでスタートしたが、2000年10か、コンテンツの充実、端末のバージョンアップ（i月には665社、約1,200サイトにまで増加した。なお、

モード画面のカラー化は1999年12月）など、常に進化

2002年3月末現在では2,020社、2,994サイトにのぼってし続けてきた。

いるという。さらに「iメニューサイト」以外にも、

5.6 auグループのPacketOne

インターネット上に「iモード」向けに一般ユーザーが用意した「一般サイト」と呼ばれるサイトが5万以上あるとみられるという。

セルラー・日本移動通信（IDO）は2000年1月、最3）第3の理由は、このように多くの「iメニューサイ

大64kbpsパケット通信サービスを開始した。利用すト」「一般サイト」が参加しやすいような仕組みにしるためにはPacketOneに対応した携帯電話が必要であ

たことである。例えば、「iモード」では、インターネる。送受信したデータの量に応じて課金されるため、ット上のコンテンツを記述するための言語として、標使用時に通話時間を気にしなくてよいというメリット

準的に使われているHTML（Hyper Text Markupがある。

Language）をモバイル用に一部改良したものを採用

オプションの「PacketOne64」サービスを利用すれしたので、インターネット上でコンテンツを提供してば、最大で下り64kbps（上りは14.4kbps）の速度で通いる多くのIP事業者は、コンテンツを若干手直しする信できる（写真5.8）。

だけで、「iモード」上で情報を送ることができ、「iモード」参加に際しての投資負担はほとんどない。これによって、「iモード」のコンテンツが爆発的に増えていった。
また「iモード」では、IP事業者に代わって、NTT
ドコモがサービス料金を回収するシステムを構築した。その結果、事業者は容易に料金を回収できるようになった。
つまり、「iモード」に参加することにIP事業者たち

写真5.8

はメリットを感じ始めたため、続々と参加し、魅力あるメニューをつくるようになった。

参考資料：
1

（5）「Java」技術をベースにした「iアプリ」「iモード」を開始してから約2年後の2001年（平成234

飛田・平本：「IMT-2000のすべて」、（株）ぱる
出版、2001年3月

5 「NTTドコモの10年史（1992-2002）」、NTTドコモメモリに蓄積し、情報端末としてあるいはゲーム機と10年史編集事務局

して使うことが可能になった。これにより、それまで

6

桑原守二：電波新聞「移動通信100年」2005.1-3の「iモード」に比べて、動きのある面白いコンテン7

卜部・他：「移動機・携帯機の研究開発」、NTT

ツを提供できるようになった。
ドコモは「iアプリ」に続き、2001年7月から全国で、DoCoMo テクニカル・ジャーナルVol2.No.3
8

エリア関連コンテンツを簡単に検索できる「iエリア」の提供を開始した。このサービスは、「iモード」ユー
ザーが「iメニュー」内の「iエリア」サービスに接続
すると、ユーザーの現在地、近隣地域のタウン情報・
地図・天気情報などの関連コンテンツを自動的に絞り276

立川監修：「W-CDMA移動通信方式」、丸善、平成13年6月この「Java」技術の搭載は、ネットワークからアプ
リケーションをダウンロードして、携帯電話機本体の木下・他：「ディジタル移動通信方式」、電子情報通信学会、vol.77,No.2, 1994年2月を開始し、同時に「iアプリ」に対応した端末「デジタル・ムーバ503i HYPERシリーズ」を発売した。

桑原監修：「ディジタル移動通信」、科学新聞社、
1993.313年）1月、NTTドコモは「iモード」の新サービスとして、「Java」技術をベースにした「iアプリ」の提供

PacketOne携帯電話機（KDDI提供）

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

尾上・他：「ハーフレートデジタル移動通信」、
NTT DoCoMo テクニカル・ジャーナルVol3.No.3

9

羽鳥：「移動通信の変遷」、電子情報通信学会
誌,Vol.82 No.2,pp.102-107

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ277

6 第三世代のパーソナル化の拡張期（2001年〜）
通信は本質的にボーダレスなものであり、グローバ

システム）」と名付けられ、この課題を専門に研究すルな技術でなければならない。つまり、研究の段階かる作業班が設置された。この時から日本の移動通信関らオープンにし、できるだけ多くの国と提携しながら係者の規格統一の挑戦と苦労が始まった。

開発することが重要である。第三世代のパーソナル化の概要・技術動向等を示す。

1992（平成4）年にマラガトレモリノスで開かれた
世界無線主管庁会議では、FPLMTSに用いる無線周波数（2000MHz帯）が決められ呼び名がIMT-2000にな

6.1 第三世代移動通信システム

1,2,3,4った。日本の提案と欧州の提案のW-CDMAは異なっていたが、欧州のGSMと日本のW-CDMAは親和性が（1）標準化の推進と特許問題高いので、「無線部分はW-CDMA、ネットワーク部分

日本は、ITU（International Telecommunication

は欧州のGSMをベースとした方式」を掲げ、1997年かUnion：国際電気通信連合）で進められた第三世代移ら精力的な活動を展開して両者を統一した。この統一

動通信システムの世界標準化の実施にあたって、日本を行う組織「3GPP」が作られた。これに対して米国で開発したW-CDMA（Wideband Code Division

を中心とするcdma2000方式（規格IS-95）陣営はMultiple Access）方式の普及促進に向け国際的な取「3GPP2」を発足させた。どちらも基本的にCDMAの組みを推進した。

技術を使用しているが、この基本のCDMAの特許に関第三世代システムの標準化作業のはじまりは1985

してヨーロッパのERICSSON社とアメリカのQualcom（昭和60）年だった。その年の11月、ITUの無線諮問

社はお互いに特許侵害の提訴合戦を行っていたため、委員会（CCIR、現ITU-R）で移動通信を扱う第8研究

規格を統一するのはおろか基本的なCDMA技術の使用委員会の会合がジュネーブで開催された。当時800に関しても困難ではないかという状態が続いた。

MHz帯セルラー電話については世界に9つの異なる方

しかし、1999年の春のERICSSON社とQualcom社と式が存在していた。会議ではこれらの9方式を列挙しの間で、双方の標準化を妨げないという妥協が成立し、た勧告を作る意見が出たが、各方式の共通事項を勧告

2つの規格の統合の検討が進められた。これによりとしてまとめる案を日本から提出し、それが将来の標

3GPPでは3GPP2の規格も取り込んで、可能の限り共準化に向けて意義があるとの合意が得られて、多数方通化した新しい3GPP規格を策定した。日本の多くの式が並存する実状を反省する空気が生まれた。会議の人々が心血を注いだ貢献の結果、2000（平成12）年に最終日、新しい研究題目が採択された。目指すところ

イスタンブールで開かれたITU-R総会で第三世代携帯の統一方式は「FPLMTS（将来の公衆陸上移動通信

電話方式の標準が勧告された。

図6.1

第三世代移動通信システムサービスのイメージ 1

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査277

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ278（2）サービス概要

ける「iモード」の新サービスとして、動画クリッピ

平成11年9月総務省、電気通信技術審議会の次世代移動通信方式委員会報告のシステムの特徴はングサービス「iモーション」を開始し、モバイルマ
ルチメディアに相応しいサービス拡充をした。
Vodafone（旧J-Phone）は2002年6月試験、12月に1）グローバルサービスの実現
2）マルチメディア通信サービスの提供（インターネ

W-CDMA方式で東京圏・関西圏でサービスした。
KDDIは2002年4月からcdmaOne方式を拡張した

ットとの高い親和性）
3）固定網と同等な高品質なサービスの提供

CDMA2000 1x方式で144kbpsのサービスを東京圏・4）高い周波数利用効率の実現（既存システムと同等

関西圏でサービスした。

以上の周波数利用効率）なお、第三世代移動通信システムの導入当初のデータ伝送速度は、少なく
とも、*高速移動：回線64kbps、パケット144kbps

携帯各社のIMT-2000の導入時期一覧と各世代の比較を示す（表6.1、表6.2）。
表6.1 携帯各社IMT-2000 導入時期一覧*低速移動：回線64kbps、パケット384kbps*室内：回線64kbps、パケットモード384kbps程度までのサービスが期待されており、将来的には、2Mbps
程度までのデータ通信のサービスを提供するイメージを示す（図6.1）。
表6.2（2）試験用移動機

携帯電話の各世代の比較 8

NTTドコモは、W-CDMA方式の伝送実験に成功す
ると、1997年に、これをオープン化し、世界に向けてシステム実験への参加を呼びかけた。シンガポール、
マレーシアをはじめとする各地で実験を開催しては、共同実験に関する覚書を締結し、アジア、ヨーロッパの端末機メーカを訪ねた。目的は、自ら開発したWCDMA方式を世界標準規格とすることである。国内外の通信事業者、メーカとの実証実験を1998-1999年に屋内外で実施した。世界最初の機能試験用移動機（37r、（4）NTTドコモのサービス「FOMA（フォーマ）」20kg、写真6.1）、小型端末機として音声端末、カード「FOMA」とは、「Freedom of Mobile Multimedia

端末、ビジャル端末（265cc、279g、写真6.2）を開発

Access」（自由なモバイルマルチメディアへのアクセした。ビジャル端末はMPEG-4 映像符号化方式によるス）の頭文字4字で構成した造語である。

通信速度64kbpsの双方向TV電話機能を実現した。

FOMAは文字や静止画だけでなく、動画や音楽など、多岐にわたる情報をモバイル環境で提供でき、新たなモバイルの活用スタイルをつくり出した。
「遠隔地にいる家族・友人とテレビ電話でフェイ
ス・トゥ・フェイスのコミュニケーションを」「ニュース映像やスポーツのハイライトシーン、映画の予告
編などをiモーションで楽しむ」「恋人や親しい仲間との待合わせスポット、レストラン選びにマルチアクセ

写真6.1

機能試験用移動機 3

写真6.2 ビジャル端末（NTT所蔵）（3）各社のサービス導入時期
2001年（平成13年）5月30日、NTTドコモは世界に278

ス機能を利用する」「外出先でもリアルタイムで株価のチャートを確認し、株売買の指示を出す」などが挙げられる。FOMAはビジネスツールとしても、きわめて有効である。

先駆けて、W-CDMA方式で「FOMA（フォーマ）」サービス開始時の導入端末のN2001は、重さ約105g,の試験サービスを、東京23区、横浜市および川崎市の大きさ107cc、連続通話時間：約90分、連続待受時間

一部地域で開始した。2001年11月19日にFOMAにお約55時間、P2101Vは、重さ約150g、大きさ204cc、連国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ279

続通話時間（音声時）：約100分、連続待受時間約55
時間と短かった（写真6.3）。

切り取り前のau ICカード

写真6.5
写真6.3

「左からFOMA N2001（シルバー）、FOMA N2001（レッド）、FOMA P2101V（ブルー/ゴールド）、FOMA P2401」［カタログ］

カメラ付GPS携帯電話機（A3012CA）（KDDI提供）「EZナビウォーク」対応機種を中心に業界初とな
るFMラジオチューナーを搭載したA5503SA（製造：三洋電機株式会社）の他、業界トップクラスの200万UIMカード：（User Identity Moduleカード）

画素CCDカメラを搭載したA5403CA（製造：カシオ

携帯電話等に差し込んで計算機株式会社）、録画したTV番組を再生可能とした

使うICカード（カードかA5404S（製造：ソニー・エリクソン・モバイルコミ

らチップのみ取り外してュニケーションズ株式会社）等様々な機能を搭載した携帯電話へ実装）。

第三世代携帯電話の新ラインナップ5機種を2003年10

内部に電話番号等加入者
情報が書き込まれている。

写真6.4 切り取り前のUIMカード

月下旬以降発売した。
2）CDMA2000 1x EV-DO方式

端末の取り替えがカードの抜き差しにより可能となる。

最大2.4Mbpsの高速データ通信を可能とする

2004年のFOMA 900iはカメラ（100〜200万画素）、

CDMA2000 1x EV-DO方式を利用し、従来の第三世

TV電話機能、連続通話時間約140分〜160分、連続待代携帯電話をさらに進化させた「CDMA 1x WIN」を、

受時間約430時間〜500時間が実現した。

2003年11月から全国一斉に開始した（CDMA2000 1x

サービスエリアは2004年3月末で関東甲信越で人口カ

EV-DO方式のインフラは関東・中部・関西の3大都市

バー率で99.9％に達している。屋内エリア、地下鉄で圏で提供を開始し、2004年3月末までに全国主要都市のサービスの充実も進められている。

に拡大した）。
「CDMA 1x WIN」では、「EZムービー」
やEZ「着うた TM 」など第三世代サービスで好評な（5）au（KDDI）のサービス5

EZwebが、よりスピーディで快適に利用できるよう第三世代携帯電話（CDMA2000 1x）による最大になった。また、様々なジャンルの番組を定期的に自144kbpsの高速データ通信サービスを、2002年4月1日

動配信する画期的な新サービス「EZチャンネル」や、より全国主要都市で一斉に開始した。また、総画素数

見たい映像をリアルタイムで配信する「ライブカメラ」

35万画素の高性能カメラを内蔵したGPSケータイなど、リッチで楽しい「CDMA 1x WIN」専用コンテ「A3012CA」をはじめ、CDMA2000 1xに対応した携ンツも用意された。

帯電話機のニューモデル5タイプを発売した。
1）au初のカメラ付きGPSケータイ

さらに、高速データ通信の実現に伴い大容量化する
コンテンツを安心して楽しむため、携帯電話で初めて、業界トップクラスの総画素数35万画素（有効画素数

Eメールを含むEZwebの通信料が月額4,200円で使い放31万画素）の高性能CMOSカメラ搭載により、カラオ

題となるパケット通信料定額サービス「EZフラット」

ケボックスの中など比較的暗い場所でもその場の雰囲を導入した。

気をリアルに撮影できる。撮影した画像は2.0インチ、「CDMA 1x WIN」の対応機種として、W11H（製最大26万色相当のカラー表示を実現した「Crystal Fine」

造：株式会社日立製作所）、同じくau design projectの液晶により美しく再現した。重さ約106g、大きさ113cc、第二弾にあたるW11K（製造：京セラ株式会社）及び連続通話時間：約140分、連続待受時間：約230時間、データ通信専用カード型のW01K（製造：京セラ株式

GPSを用いた高精度位置情報にも対応。au ICカード会社）の3タイプが発売された。W11Kは重さ約128g、（UIM）を携帯電話へ実装して使用する（写真6.5）。

大きさ149cc、連続通話時間：約180分、連続待受時

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査279

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ280

間：約180時間、質感を追求した多面体フォルムが際立つ新感覚のブロードバンドケータイである（写真6.6）。

6.2 第三世代の携帯機の開発
CDMAの技術により、固定網並みの通信品質、加入者
容量の増大、高速データ通信サービスを実現している。
（1）主要技術
1）スペクトル拡散
IMT-2000では、スペクトル拡散（Spread
Spectrum）と呼ばれる通信方式が採用している。送写真6.6

ブロードバンドケータイ（W11K）（KDDI提供）

信データ速度よりも速度の速い、拡散符号と呼ばれる符号系列を、送信データに掛け合わせること（拡散）（6）ボーダフォン

6により、周波数帯域幅を広げて送信する方式である。

2002年6月30日より、首都圏（国道16号線内エリア）

送信データ速度に対する拡散符号速度の比が拡散率とにおいて「試験サービス」を展開し、その後、同年12呼ばれている。受信側では、送信側で使用した拡散符

月から、首都圏および全国主要都市においてW-号を受信信号に掛け合わせ（逆拡散）、データを復元

CDMA方式で「本格サービス」を開始した。

する。スペクトル拡散にて、ユーザ毎に異なる拡散符

音声通話や高速データ通信、テレビ電話機能といっ号を使用することで、同一の周波数帯域に複数のユーた第三世代サービスの3G（W-CDMA方式）/GSMデ

ザ信号を重ね合わせること（CDMA）が可能となる。

ュアルモード携帯電話機「V-N701」、重さ約145g、

拡散符号が合致したユーザ信号のみが復元される。

大きさ187cc、連続通話時間：約100分/連続待受時

2）送信電力制御

間：約50時間（3G）、約150分/100時間（GSM）をはじめ、携帯電話機3タイプを発売した（写真6.7）。

品質が悪い場合は送信電力を上げ、過剰品質の場合
は送信電力を下げるという制御を高速に行うこと（送信電力制御）により、遠近問題を回避する。
3）可変レート音声符号化
可変レート音声符号化では、音量・音質・無音・周りの雑音などの状況により自動的にビットレートが多段階で変更され、送信する情報量が少ない場合ほど送信データ速度が低下する。送信データ速度がより低いほど拡散率は高くなり、拡散率が高いほど同じ通信品質を維持するための送信電力は小さくて済むため、結写真6.7 3G（W-CDMA方式）/GSMデュアルモード携帯
電話機「V-N701」（左）、Nokia 6650（右）［ボーダフォン］

果的に、加入者容量を増やす事が可能となる。
4）レイク受信国際ローミングサービスをより広い地域で利用でき

送信側から受信側に直接届く電波のほかに、地上のるよう、ボーダフォングループであることを生かして構造物等で反射した電波が遅れて届くという現象（マ海外の多くの携帯電話事業者と協議を進めてきた結

ルチパス現象）が発生し、遅延波の干渉が通信品質を

果、約130の国および地域で音声通話の国際ローミン低下させる要因となっていた。スペクトル拡散では、

グサービスを提供開始し、それにより日本人渡航先のマルチパス現象による複数の受信信号それぞれを逆拡

約89％をカバーする。メール、動画伝送できる「ムー散することが可能となるため、マルチパス波それぞれ

ビー写るメール」をサービスしている。2003年12月上の逆拡散信号を合成する受信方式（レイク受信）を採

旬から、日本初、アナログテレビ放送を受信できる携用することにより、通信品質を改善することができる。

帯「V601N」を発売した。

レイク受信では、ある遅延波の受信強度がフェージング
のため低下した場合にも、受信強度が大きな他の遅延波で復調できるため、フェージングの影響を軽減できる。

280

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ281

図6.2

W-CDMA 移動端末のハードウェア構成例75）ソフトハンドオーバ
周辺基地局からの複数の信号を受信し、通話が瞬断することなくスムーズなハンドオーバができる。
W-CDMA 移動端末機の構成を示す（図6.2）。
（2）携帯電話のハードウェアとソフトウェアの構成
携帯電話は、LSI、IC、モジュール、チップ部品からなり、ソフトウェアにて機能動作しており、携帯コ
ンピュータといえる（図6.3）。

図6.4 携帯電話のソフトウェア開発量（プログラム・メモリ使用量）の変遷 9（3）携帯電話のOS（Operating System）
日本の携帯電話に多く使用されているOSは、日本で開発されたリアルタイム処理と消費電力が少ない「ITRON」である。第三世代携帯電話には、ソフトウェ
ア開発の短縮化のため、ソースコード（ソフトウェア
設計図）が公開されている「Linux」と携帯電話に特化
図6.3

ハードウェアとソフトウェアの構成 8

した「Symbian」が使用されている。マイクロソフト社

携帯電話のソフトウェア開発量は多機能化や性能向は、「Windows Mobile」のOSを開発し、モトローラ社

上に比例して不揮発性メモリ（ROM）と揮発性メモ

がこのOSを搭載した携帯電話を発売している（図6.5）。

リ（RAM）の使用量が増えてきた。主な要因として
は、カラーLCDの採用やカメラ搭載、インターネット
アプリケーション、TV電話機能追加による。最近は「ソフトウェア更新」機能を搭載し、不具合発生したら無線でソフトウェアを書き換えて修復することができるようになった（図6.4）。

図6.5

携帯電話に使用されているOS 8

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査281

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ282（4）通信の法則の歴史

4

Matsushita Technical Journal, Dec.1998

今後のユビキタスの法則はどうなるだろうか？
*1980'ムーアの法則「ICチップの集積できるトラン

5
6
7Vodafone

ホームページ高木・他：「移動端末技術」、DoCoMoテクニカ
ルジャーナル、Oct.2001 Vol.9 No.3, pp42

参考資料
第三世代移動通信システムの早期導入にむけて

8 「携帯電話の不思議」、（株）SCC（総務省）電波監理審議会答申

9

脇：「ユビキタスネットワーク社会の実現に向け

2

桑原守二：電波新聞「移動通信100年」2005.1-3た移動体通信の技術開発」、Matsushita technical3

東・他：「W-CDMAシステム実験特集（1）」、Journal Vol.50 No.2 Apr.2004

NTT DoCoMoテクニカルジャーナル、Oct.1998
Vol.6 No.3

282

ホームページ

http://www.vodafone.jp/top.htm

接続ユーザの数の二乗に比例する」、次を見守りたい。

1

KDDI

http://www.kddi.com/index.html

ジスタ数は18-24カ月毎に倍になる」。
*1990'メトカルフェの法則「ネットワークの価値は

鈴木・瀧：「第3世代移動体通信システム」、

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ283

7 携帯電話の技術発展の系統化分析
移動通信の技術の発展の経緯を基に、携帯電話の技術発展の系統化分析を試みた。

b）狭帯域伝送*無線チャネル間隔の狭帯域化（25kHz化、
12.5kHz化、6.25kHzインタリーブ化）

7.1 携帯電話の技術発展の系統化

1*変調速度の低減：ハーフレート化、高能率音声
符号化多値変調の採用

製品の歴史、技術の歴史、文化の歴史を指標に分析を試みた。携帯電話の技術発展は高周波数化（中波→*隣接チャネル干渉低減：周波数安定度向上c）空間的繰り返し利用

2GHz）、小型・軽量化、空間繰り返し利用（大ゾーン*周波数の再利用を可能にする小ゾーン化（セ→小ゾーン・マイクロゾーン）、変復調（アナログ→

ル・セクタ化）、マイクロセル化、ピコセル化

デジタル）、低電力化、高効率増幅器、高周波部品ので少し離れた場所で同じ周波数を再利用

小型化、部品の薄型化、音声符号化、高速シンセサイ*セル・セクタ繰り返し率の向上：干渉キャンセラ

ザ、高出力電池、周波数有効利用、高速信号化（トーd）時間的多重利用

ン→デジタル）、実装・基板技術、デバイス・部品技*複数の無線チャネルを移動機で共有するマルチ術、行政・社会情勢、表示機能、多機能化（インターチャネルアクセス方式化

ネット接続）などの相互融合で発展してきた（表7.1、*パケット通信 *デュアルモードで複数周波数

図7.1：章最後）。以下に詳細を記す。

利用*ダイナミックチャネル割当（1）移動通信の技術開発テーマ
技術開発テーマとして、伝送品質向上、大容量化、広域化、個人装備化、サービスの多様化が推進されてきた。次のような具体的テーマが技術開発の目標として開発推進されてきた（図7.2）。

2）システム技術：経済システムの実現*交換、無線、電話機、デバイス等のあらゆる通信の総合技術*メディアの多様化*ソフト化

3）小型軽量・低消費電力化技術*LSI、VLSI、マイクロプロセッサ*リードレス部品、チップ部品、*デジタル処理化（マイクロプロセッサ応用）*表面実装技術、接続技術*動作電圧の低電圧化（12V化、5V化、3V化、2V化）*高エネルギー電池
4）人間とのインターフェース技術*人間性重視（操作性、快適性）の多様化のインタ
ーフェース
5）経済化
上記技術の集積にて、システム及び機器価格の低減

図7.2

移動通信の技術開発テーマ（2）自動車・携帯電話の技術変遷の概要
1）周波数有効利用技術

1）伝送方式はモールス信号、アナログ方式、デジタ

限られた周波数帯で多数の移動局を収容する必要が

ル方式そしてマルチメディア化・インターネット方式あるため、a）周波数の確保、b）狭帯域伝送、c）空へ発展した。無線ゾーンは大ゾーン、中ゾーン、小ゾ

間的繰り返し利用、d）時間的多重利用を図ってきた。

ーン、マイクロゾーンへ推移し、その結果送信電力もa）周波数の確保小さくなり小型化が推進された。

*より高い周波数帯への開発（長波、中波、短波、

2）周波数帯は長波、中波、超短波、マイクロ波の高30MHz帯、60MHz帯、150MHz帯、250MHz帯、周波数の開発が進められた。

400MHz帯、800MHz帯、1.5GHz帯、2GHz帯）

3）端末の形状は可搬固定型、車載型、可搬型、携帯型、多様型・小型化・パーソナル化へ進んだ。

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査283

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ2844）実装技術はリード部品、表面実装部品、チップ部品、
超小型チップ部品、モジュール化へと変遷してきた。
5）デバイスは真空管、トランジスタ、IC、LSI、
VLSIへと発展してきた（表7.2：章最後）。
（3）自動車・携帯電話の小型・軽量化の諸要因
移動通信の小型・軽量化は、多くの技術の組み合わせの集積である。部品点数の削減、低消費電力化、回路方式、高周波素子の小型化、実装技術、電池の小型・高容量化、集積回路化、そして機構・音響部品の

図7.4

自動車・携帯電話機の装置容積と部品小型化等が推進されてきた。各技術の仕様分配・電磁干渉対策、熱、配置、製造技術、品質管理、検査、環により、カメラ、インターネット及びTV等の機能が境等の総合技術の結果である（図7.3）。

増大したにもかかわらず、更なる部品点数の削減が図設計で何時も苦労するのは、自分の送信電波が自分られてきた。

の受信電波へ妨害を与えないようにすることであり、一つのアンテナで送受信しているので、如何に送信波（4）小型軽量化・低消費電力化技術の変遷

が受信へ入らないようにするかが大変である。また携現在の第三世代の重量・容積は第一世代と比較する

帯電話を手に持った場合、アンテナの性能が変わらなと、約70倍減少、消費電力は送信時間で約2倍、待受時

いようにするなどの設計が重要である。

間で約40〜60倍増大の大進歩を示す（図7.5：章最後）。
1）第一世代：1979年日本初のNTTの第一世代自動車（3）装置容積と部品点数の削減

電話（TZ801）は、重量約7kg（電話器除き）、容積

1980年の最初の自動車電話機の部品点数は約1,500、7,000cc、電源は車のバッテリ使用、1985年ショルダー

1989年の携帯電話は約900、1991年のアナログムーバ

ホン（100型）は重量約2.3kg、容積2,300cc、送信時間

は約400に削減され、1980年の部品点数を100とすると40分、受信時間8時間、1987年日本初の携帯電話

最近の部品点数は約20以下に削減されてきた（図7.4）。

（TZ802B）は、重量約900g、容積900cc、送信時間60分、これはデバイスのIC化、LSI化、VLSI化及び表面実受信時間6時間だった。1989年2月には重量570g、体積

装部品、超小型パッケージやマルチチップパッケージ

566ccの「携帯電話（TZ-803B）」が開発された。とこ等の開発によるところが大きい。部品のモジュール化ろがその直後の4月、米国のモトローラ社はNTTを上

図7.3

284

移動端末機の小型・軽量化の諸要因

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ285

回る体積211cc、重量303gのポケットにも入るサイズの2）実装の形態

超薄型・軽量の端末「マイクロタック」を開発した。

ワイヤを用い端子盤と半田付から、手挿入でリード

1989年7月、NTT研究開発陣の超小型端末の開発プ

部品をスルーホール基板に挿入し半田付、そして、自ロジェクトがスタートし、体積150cc、重量230gとい

動挿入で表面部品を基板に装着後半田フローやリフロ

う世界最小・最軽量の「TZ-804」を開発した。新型機ーする方法へ推移してきた。

は「ムーバ」と名づけられ、1991年4月から発売された。

半田フローは半田槽で溶けた半田に基板を浸して半2）第二世代：1993年3月から、我が国初のNTTドコ

田付けする装置、半田リフローはあらかじめ部品またモのデジタル方式の携帯・自動車電話サービス

はランド部にクリーム半田を供給しておいて、予熱、（800MHz）が首都圏（都心30km以内）で開始された。

加熱、冷却の温度コントロールする装置である。酸化NTTドコモは1995年12月、世界に先駆けてこのハー防止のためフロー装置内に不活性ガスを付加したり、フレート方式（加入者2倍）を導入した。

レザーによる半田付け装置等も使用されており、使用1994年1.5GHz帯でのサービス（シティフォンサービ

ハンダの組成、加熱時間、品質試験等は各社で重要なス）を開始し、大都市圏での800MHz帯の需要の急増

ノウハウになっている。

に対応した。なお、2001年からは、800MHz帯と

3）能動部品の推移

1.5GHz帯の両帯域に対応可能なデュアルバンド対応端能動部品としては、1912年の「TYK式無線電話

末を開発・販売し、それまで異なるサービスとしてい（逓信省）」火花放電・コヒーラ・鉱石検波受信から、た2つの周波数帯域を自動的に切り替えることで、ユ第一世代では真空管、400MHz大ゾーン方式自動車電

ーザー側に何も意識させることなく、ネットワークの話ではトランジスタ、自動車電話の初期にはIC、携帯効率化と一層の周波数有効利用を実現した。

電話の初期からLSI、そして第二世代のデジタル方式

1997年12月から、モバイルツールを初めて使用する
人でも簡単に電子メールなどが楽しめる端末として、「ポケットボード（Pocket Board）」が発売された。
携帯電話からインターネットなどのオンラインサー

携帯電話から現在までVLSIが使用されている。
4）能動部品のパッケージの推移a）リード付トランジスタb）ICの出現

ビスを直接利用できる新サービス「iモード」を1999* DIP（Dual In-line Package）：国際標準のピ

年（平成11年）2月から開始された。

ンピッチ間隔2.54mm（1インチ）、ムカデのよ

3）第三世代：2001年（平成13年）5月、NTTドコモ

うな形をした、最も基本的で、歴史の古いパは世界に先駆けて、第三世代移動通信サービス

ッケージ。パッケージの両側の長辺からリー「FOMA（フォーマ）」の高速データ通信の多機能携ドがまっすぐ下に出ている。

帯電話の試験サービスを開始した。

* SIP（Single Inline Package）：パッケージの1長辺からリードがまっすぐ延びており、プリ（5）実装技術と主要部品の進歩

2,3

ント基板に垂直に実装する。

実装技術の「高密度実装化」「熱設計」「電磁妨害設* PGA（Pin Grid array）：華道で使う「剣山」

計」「製造・検査」等の進歩により、小型・軽量化がのように、パッケージの裏側から多数のリー実現されてきた。実装はICからプリント配線基板、筐ドが出ているタイプが使用された。

体、構造設計、製造、検査、CAD（Computer Aidedc）LSIの出現

Design）の製造装置、検査装置、物理・化学・光学・* SOP（Small Outline Package）：パッケージ

器械工学・電子工学等非常に多くの分野の集結結果での両側の長辺からリードが出ており、リードある（図7.6：章最後）。

の先端はかもめの翼（ガルウィング）のよう

1）実装の発展経緯に外側に広がっている。表面実装の中でも代プリント基板への部品搭載が、点、線、面、立体

表的なタイプで用途は非常に幅広く、比較的（空間）への合理化へ展開してきた。表面実装によるピン数の少ないマイコン、メモリ、アナログ

機能モジュール化により、立体的な生産の合理化がはICなどで多用されている。

かられ、高密度で、多機能な商品を可能にした。表面* QFP（Quad Flat Package）：SOPを進化させ実装をさらに発展させたモジュール化、回路基板に部たもので、パッケージの4辺からリードが出て品機能を持たせたモジュールなどのCOB（Chip Onいる。リードの先端は、SOP同様、外側に広Board）技術等が進展している。

がっている。現在では、表面実装タイプの中移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査285

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ286

で最もポピュラーなパッケージ。安価に多ピン化できるため、マイコンや専用ICをはじめ、様々な用途で用いられている。
d）VLSIの出現（6）携帯電話の二次電池の容量アップの推移 4
携帯電話の電池は、アナログ携帯の第一世代ではニッカド（ニッケルとカドミウムを用いた）電池、第二世代のデジタル携帯では、ニッケル水素電池、リチウ*CSP（Chip Size Package）：チップ（ベア・ムイオン電池、リチウムイオン型ポリマー電池が、第チップ）単体と同じ大きさを目指した最先端の三世代の携帯では、リチウムイオン電池、リチウムイ

半導体パッケージの総称である（定義は半導体

オン型ポリマー電池が使用されてきた。

メーカーによってまちまちである）。他のパッケージに比べ、超小型化、超薄型化が図れる。

ニッカド電池は体積エネルギー密度が1980〜1990年の10年間で約2倍の200Wh/lに達した。

*BGA（Ball Grid Array）：パッケージ裏面に、ニッケル水素電池は、ニッカド電池で培われた正極

格子状に配列した外部端子（はんだボール）をの容量向上技術と、負極の水素吸蔵合金の組成改良技

形成し、多ピン化と高密度化を図ったタイプ。

術で1997年には350Wh/lに達した。

QFP等に比べると、プリント基板への実装不良

リチウムイオン電池は、1998年に300Wh/lに達した。

が起こりにくく、実装作業も効率的に行えるとその後も負極の短素材の高出力化、正極のコバルト酸

いう構造上の特長がある。

化物の交換などにより、体積エネルギー密度が2002年*TCP（Tape Carrier Package）：テープ状の400Wh/lを超えた（図7.7）。

フィルムの上にシリコンチップをパッケージしたタイプ。パッケージの薄型化、小型化に対応できる上、パッケージ自体の折り曲げも可能。
主にLCDドライバに使われている。
*MCM（Multi Chip Module）：複数のICチップ
を1つのパッケージに組み込んだ、SiP（System
in Package）が進んでいる。スタックドCSPや多層積層3次元SiPとも呼ばれている。
5）チップ部品の小型化の推移
1979年の自動車電話で3216（3.2mm×1.6mm）、
1985年の携帯電話で2021（2.0mm×2.1mm）、1993年

図7.7

二次電池の体積エネルギー密度の容量アップ（携帯電話の商品）の推移 6のデジタル携帯電話で1005（1.0mm×0.5mm）、最近の携帯電話で0603（0.6mm×0.3mm）のチップ部品が7.2 自動車・携帯電話の節電技術

4,5使用されあくなき小型化が推進されてきた。
6）配線基板の推移
金属シャーシの端子間をからげ配線、片面プリント

有限な電池容量で最大の使用時間を実現するため、省電力化が必須である。

基板、両面プリント基板・フレキシブル基板、多層プ
リント基板、ビルトアップ多層基板と推移してきた。

携帯電話の節電技術要素は、システム、装置、デバイ

薄板にメッキ等の方法を使って直接パターンを作ってスに分類され、さらに技術要素に小分類される（表7.3）。

しまう方法で、パターンを追加すると言う意味で「アディティブ法」と呼ばれている。パターン作成とスルホールビアのメッキ処理ができるので効率的で、銅箔をエッチングする方法に比べて配線パターンを薄く、高精度で形成できる。
フレキシブル基板は、薄く柔らかく、自由に折り曲げることができるため基板と基板や表示部の間を接続するハーネスケーブルの代わり等に使われている。

286（1）節電技術要素

ビルトアップ多層基板は銅箔を張っていない樹脂製の

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

表7.3

自動車・携帯電話の節電技術要素

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ287（2）システム、装置の節電技術

6）スリーブ/サスペンド（一時停止する）制御

システムの節電技術はシステムの制御により、電話機器を利用していない時は、スリーブ状態、更にサ端末装置の節電の開発を推進してきた。電話端末装置

スペンド状態にして節電を図っている。携帯電話ではの節電技術は機能ブロック制御、動作モード制御、通独自の仕様でスリーブ/サスペンド制御を行う。スリ信方式制御、待ち受け制御、スリーブ/サスペンス制

ーブ制御はスリーブ状態からの迅速な復帰が要求さ

御、イベントモード制御からなる。デバイスの節電技

れ、サスペンド制御はサスペンド状態からの迅速な復術はアナログ半導体、デジタル半導体、表示、モータ

帰と正常な元の状態の復元の両方が要求される。

/アクチュエータからなる。

7）イベントモード制御

1）システム制御

機器の利用環境、周囲環境を監視し、監視項目に変

電話端末装置は基地局との間で常時アクセスしてい化（イベント）が起きた時に節電を開始する制御方法

る。基地局との通信を安定に行える最小の電力を選択である。光センサ、タッチセンサ、騒音センサ等を機したり、通信していない時でも、モバイル性の確保の器に搭載し、利用環境、周囲環境を監視する。光セン

ため自端末装置の位置登録を基地局へ送っている。基サは周囲の明るさを監視し、表示が見にくい時は表示

地局は自局の利用状態、無線信号の伝播状態、ゾーンのライトを点灯する。騒音センサは周囲の騒音を検出切り替え等を総合的に判断して、端末装置へ最適な送し、騒音が大きい時は音量をあげる。タッチセンサは

信電力値、位置登録を指示して効率的な節電を図って利用者が手にしているかを検出し、表示のライト点灯

いる。

をする。また電池の使用残量を監視し、必要な部分の2）機能ブロック制御

みへ電源を供給制御し、圏外移動時は利用不可と判断

端末装置は複数の機能ブロックで構成されており、し、間欠処理を一定時間中止する制御等が含まれる。

それぞれの機能ブロックが連携して、ユーザーの要求を実現する。しかし全ての機能ブロックを常時使用しているわけでなく使用していないものもある。

（3）デバイスの低消費電力化
低消費電力化に向けたLSI微細化技術の開発が進め会話を行うには送信部、受信部、音声部を使用するられてきた結果、低消費電力化が急進してきた。送信が、表示部は使用していない。またメールの受信時はアンプの小型・高出力・省エネルギー化、MEMS

表示部は使用するが音声部は使用していない。このよ（micro electro mechanical systems）は、現行の延長

うに使用していない機能ブロックの消費電力を最小に上にはない非連続のデバイス技術であり、携帯電話機

して効率的な節電を図っている。

の機能に劇的な変化をもたらした。

3）動作モード制御
マイクロプロセッサの処理負荷を監視し、重負荷の（4）機器の動作電圧の低電圧化

場合にはクロック速度を上げ、軽負荷の場合にはクロ

アナログ自動車電話は12V動作、アナログ携帯電話

ック速度を下げて節電する。液晶表示部はメールを読は5V動作、デジタル携帯電話からは3から2V動作電圧

む時に明度や解像度を上げる。端末装置の動作状態をで低消費電力化が約1/4（12V動作時と比較）への低監視し、負荷に応じて最適状態で節電を図っている。

減が図られてきた。

4）通信方式制御
電話端末装置は基地局との間で常時アクセスしてい（5）パワーコントロール技術の採用

るが、位置登録回数の削減、信号フォーマットの改善

第三世代携帯電話では各端末機から基地局にはほぼにて不要な送信、受信などの処理を削減して節電を図

同じ送信電力で到達する必要があるため超精密パワーっている。

コントロール技術が採用され、平均電力がアナログの5）待ち受け制御

約1/100に低減が可能になった。

必要な信号を受信する時のみ電源を入れる間欠受信を行っており、間欠受信回数を減らして節電を図って

7.3 世界に誇れる「携帯文化」が生まれた

6いる。着信信号の検出時端末の位置、圏外の検知などの情報の入手も行い、利用時に延滞なく確実な通信を携帯電話のインターネット対応比率は94％で日本が確保する必要があるので、ユーザビリティを保った節最も高い。20〜30歳代の占める割合と伸びが目立つ。

電の実現が重要である。

この携帯電話とインターネットの融合が、世界に誇れる「携帯文化」を生み出した。性別、学歴、趣味を問

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査287

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ288

わず今日の若者は、携帯電話機で、電子メール、乗換案内、音楽のダウンロード、ゲーム、チケット予約、ス」の要望により携帯文化が進化してきた（表7.4）。
表7.4

移動通信発展の特徴と携帯文化

オンライン・バンキング、案内地図のなど多彩なサービスにアクセスしている。しかも、携帯電話はいつでもどこでもこれらサービスを享受できる。パソコンと違い故障や不具合は少ない。インターネットアクセス
は米国が圧倒しているが、パソコンを介してである。
そのパソコンの携帯化を米国のメーカーはPDA（Personal Digital Assistance）に求めた。しかし、期待したほど大きな市場を得られなかった。今日の携帯文化は、その延長線上に開花したものではない。文字
メールのやり取りでは欧州が早い。文字メッセージを送受信するSMS（ショートメッセージサービス）が移
動体通信システムの標準機能としてあり、スポーツ情（3）携帯電話の多機能化 7,8報などの情報配信サービスもiモードの始まる以前か

携帯電話は多機能化され、電話、時計、手帳（アドら行われていた。しかし、その利用は、1か月数件程

レス帖、カレンダ、メモ帳）、辞書（国語、英和、和度であったという。毎日友人とメールを交換しネット

英）、インターネット接続、ボイスレコーダ、音楽プ

から情報を得ている日本の若者と大きな差だ。欧州がレーヤ、カメラ、ゲーム、GPS受信機、電子マネー、

インターネットとの接続にWAP（ワイヤレス・アプ

クレジットカード、鍵、定期券、赤外線リモコン、ラリケーション・プロトコル）という技術標準を定め、ジオ、テレビ等の多くの機能が小さな箱の中に入って各携帯電話事業者はその導入を終えているが、その普いる。具体的には及は日本にはるか及ばない。

1）折りたたみ型が一般的となる。 メモリーカードが使える。

（1）日本だけが成功した訳
日本でも当初疑問視する者が少なくなかった。「小さなディスプレイしか持たない携帯電話では、インターネットのメールすら読めまい」と踏んでいた。しかし、日本の携帯電話事業者は、プロバイダとしての
様々なサービスを開始するとともに、開発したコンパ
クトHTML（Hyper Text Markup Language）技術

2）デジタルカメラの高性能化（300万画素以上、又は200万画素2倍光学ズーム）3）通信料割引率の競争：パケット通信料金の定額制
機種の出現
4）ヒンジを2つの可動部を持った「回転2軸ヒンジ」のデジタルカメラに光学ズーム機能が付く
5）多機能化を情報サービスサイトに提供し、情報コンテンツの配*地上波テレビが見られる

信を積極的に働きかけた。この結果、インターネット*AM、FMラジオが聞けるという巨大な情報ネットワークを生かした様々なサー*テレビ電話が出来る

ビスやビジネスモデルが登場することになった。今や、*ドラゴンクエスト・ファイナルファンタジーなどの携帯電話事業者は最大のプロバイダにもなっている。

有名コンピュータゲームなどが組み込まれている*自動的に着信履歴等をデータベース化する（2）移動通信発展の特徴と「携帯文化」

288*動画（ムービー）が撮影できる

移動通信発展の特徴は社会、経済活動の複雑化、効*高機能化に対して高齢者・学童向けにシンプル機能率化、高度情報化にともなって、社会活動や要求によ*ビジネス向けモデル等の出現・個人情報等の対策

り多様な移動通信が発展し、携帯電話とインターネッ

で記憶データの漏洩防止に指紋認証

トの融合が世界に誇る「携帯文化」を生み出した。

*GPSによるナビゲーション

携帯文化は時代ともに「移動通信文化確立のスタート」*歩数計機能の搭載「ビジネスの利便性の確立」「人間本質の友文化の確立」*電子マネー機能の搭載「多様化と安全で、安心な通信文化の確立」へと進展し*SamsungによるHDD搭載携帯電話ている。人間本質の要求の「一人1台のパーソナル化」、*骨伝導スピーカ「モビリティ（移動性）の拡大」
、
「多様化」
、
「ユビキタ

*赤外線送受信・ブルートゥス等

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

Felica移動通信端末調査 10.9.27 11:45 ページ289（4）携帯の多機能化が進展した理由と系統化*携帯文化の確立につれ種々な携帯の技術開発が推進されてきた。
*1999年のデジタル化された携帯電話とインターネッ
トの融合で、「モバイルコンピューティング」の実現で、
いつでもどこでもサービスを享受できるようになった。
*市場ニーズと携帯電話事業者・メーカの企画で、多機能が導入された。インターネット接続後の応用機能が急速に増大した（表7.5）。
最後に多機能の発展系統化を考察した（図7.8）
。
表7.5

図7.9

携帯電話の日本オリジナル技術の強み 91）高密度実装技術
小型・軽量・低消費電力化の高密度実装の携帯電話

携帯電話の多機能の導入年

機が多数製品化されている。
2）ポリマー電池10ポリマー（プラスチック）に電気が通るという白川博士の発見は、情報機器の材料を一新し、このように大きなブレークスルーを生みはじめている。
3）リチウムイオン電池 11
旭化成の吉野彰氏が世界で初めて平成2年に商品化。
1991年に日本企業であるソニー・エナジー・テックが世界で初めて量産化に成功した。リチウム電池の携帯用は、日本企業が世界のシェア100％である。
4）積層チップセラミックコンデンサ 9電子回路を構成するために必須な積層チップセラミ
ックコンデンサ市場では日本のメーカーが世界市場の80％を占め、そのうちの一社である京セラは日本の伝7.4 携帯電話の日本オリジナル技術の強みと弱み

統工芸品京都清水焼をルーツとしている。
5）極うす基板（伝統和紙の技を活かした機能紙）

携帯電話の日本オリジナル技術の強みは、特にイン折りたたみ携帯電話の2つのパーツはフレキシブル

ターネット接続携帯やカメラ付携帯のほかに、高密度な基板でつながれている。この極うすな基板の製造に実装技術、ポリマー電池、リチウムイオン電池、積層は日本の伝統的な和紙の紙漉の技術が応用され、基板

チップセラミックコンデンサ、極うす基板、カラー液上に巡らされた銅の配線は江戸時代から伝わる金箔を晶のバックライト用白色発光ダイオード、デジタルカ

作る日本の伝統技術が使われ、1700年創業の福田金属

メラ等である（図7.9）。

箔粉工業株式会社が1956年に世界ではじめて銅箔の生

図7.8

携帯電話の多機能化の発展系統化 8

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査289

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ290

産を実用化した。日本のメーカー5社で世界市場のシェアの高いノキア、モトローラ、現代などは多機種、50％のシェアを持っており、特に、携帯電話やノート

大量生産にて価格低減策でシェア拡大を狙っている。

パソコンなどの極うす高規格品はほとんど日本メーカ

4）日本の強みが弱みへ転化 13
日本の携帯電話業界の生産方式は「クローズド戦略

ーの独占市場となっている。
6）カラー液晶のバックライト用白色発光ダイオードのもとで、フルライン化、部品の擦り合わせ化」をし（LED）（大学発の技術をもとに世界最初に実用化）て成長してきた。近年、この強みが、弱みに転化して1985年にシャープによってカラー液晶が初めて商品いる。

化され現在の携帯電話のほとんどに搭載されている。

一方欧米企業は「製品オープン戦略のもとでモジュまた、自分で光を発することのできない液晶画面を見ール化」した。モジュール化により、部品の組み合わせやすくするためにバックライトとして発光ダイオードで製品が出来る。複雑な各部品の擦り合わせがいらない。

が多く利用されている。この発光ダイオードも日本が

日本はサービス事業者主導の仕様による開発と販売

世界をリードする技術で、現在においても発光ダイオのため、海外の商品・販売戦略が中途半端で世界シェード生産の世界占有率は日本企業が上位を占めている。

アが取れず、量産効果がでないなどの弱みになってい7）デジタルカメラデバイス

るが、第三世代の携帯で「擦り合わせ化技術」で貢献

12

デジカメの性能を決定するのはレンズ、電荷結合素できることを期待したい（図7.10）。

子（CCD）、絵作り用アルゴリズム（プログラムの構造）の三要素だ。これらの水準を高めてバランスよく配置すれば美しい写真が撮れる。この際に多様な経験を持つ技術者の感性が必要になるが、日本は人材が豊富だ。従来型のカメラの技術も世界最高水準だったた
めだ。日本の消費者の画質に対する要求水準は高く、
図7.10

これがイノベーション（技術革新）を促した。最近の携帯電話のカメラでは低消費電力のCMOSが多く使わ参考資料れている。ワンチップに集積するには高度なノウハウ

1が必要となる。世界シェアの100％が日本製である。
一方弱みは、

森島光紀：「動く電話」、C&C文庫、日本電気文化センター、1991年5月27日第2版

21）日本だけの携帯電話

伊藤謙司：「表面実装技術読本」、日刊工業新聞、
1993.6.10第1版

NTTが開発した第二世代のデジタル携帯電話は周3

NEC EL ELECTRONICS

波数有効利用では世界一の技術であったが、日本独自

4

総務省、情報通信技術に関する研究開発、各種技術のため世界の標準にならなかった。現在、欧州標準化のデジタル携帯電話のGSM方式が世界の70％以上の標準規格策定では世界の国々と一緒に推進して、多数

5

日本は技術開発で遅れた。一方1980年代後半に、米モバイル機器の節電技術、独立行政法人 工業所
有権情報HP、特許流通促進事業

6の提案をしてリーディング国として貢献している。
2）CDMA技術開発の遅れ

パッケージ基礎の動向、二次電池、小型化技術、平成14年 諮問6号

人々に使用されている。その反省の結果、第3世代の

中村：「快適な暮らし」、電子情報通信学会 会誌
2003年1月 Vol.86 No.1 pp.12-16

7

携帯電話、フリー百科事典（Wikipedia）

8 「携帯電話の不思議」、パナソニックモバイルコ

国のクアルコム社や欧州のエリクソン社は、CDMA

ミュニケーションズ（株）、（株）SCCを使った携帯電話システムと、それを支える半導体・

9

端末機・基地局・テストシステム等の総合的な開発に

10 ポリマー電池：社団法人日本化学工業協会

着手し、多数の特許を出し現在、半導体や方式で大き11 吉野彰：「リチュームイオン電池物語」、シーエな収益を得ている。
3）高機能・多機能化や円高・人件費アップで高価端末
日本の端末機は高機能・多機能化に特化したため円高・人件費アップで高価となった。人件費はアメリカと比較して技術者の平均賃金は約2倍になった。世界
中で簡単で廉価を望んでいるユーザが多数いる。世界

290

日本企業の携帯電話の強みが弱みに転化

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

科学技術白書、文部科学省、平成17年版

ムシー出版
12 デジタルカメラ、日本経済新聞「経済教室」基礎
コース、経済産業研究所
13 松田：「情報家電産業の再生とリバイバル戦略」、
JMR生活総合研究所

表7.1

移動通信機器の技術・経済・政治・社会・行政・国際・通信情勢の系統図

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ291

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査

291

図7.1

携帯電話の技術発展の系統化

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ292

292

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

表7.2

自動車・携帯電話端末機の技術変遷

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ293

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査

293

図7.5

自動車・携帯電話機の小型化・軽量化の経緯（NTTドコモ・モトローラ）

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ294

294

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March図7.6

移動通信機器の実装技術と主要部品の推移

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ295

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査295

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ296

8 今後の課題と考察
携帯電話は国民の1人に約1台まで普及したが、普及につれて、さまざまな社会問題も引き起こしている。

イドラインと同じ値である。
2000（平成12）年に携帯電話端末のSAR測定法も制世界のリーディング国として、「ユビキタス移動通信

定されて安全な利用が推進されている。

時代」を推進するための将来の課題と考察を示す。

（5）対電子機器：心臓ペースメーカなどの医療用電子機器に近接させた場合、それらの動作に影響を与える

8.1 携帯電話の課題

可能性が指摘されている。
総務省では、2000（平成12）年度から電波の医用機（1）携帯中毒：いつでも、どこでも、誰かと繋がるこ器への影響に関する調査を実施している。平成16年度とが出来る。そんな便利さの反面、寂しい時に手軽にに実施した結果、「携帯電話端末を埋込み型心臓ペー

心の隙間を埋めてくれる携帯に依存する人が増えていスメーカ装着部位から22cm程度以上離すこと」などる。「携帯がないとイライラする」「電波が圏外のとことした現行指針「医用電気機器への電波の影響を防止

ろに行くと、体の調子が悪くなる」「バッテリーが減するための携帯電話端末等の使用に関する指針」（平ってくると、ドキドキする」という症状。

成9年3月、不要電波問題対策協議会（現電波環境協議（2）迷惑メール・電話：架空請求メールやチェーンメ会）は妥当であると発表した。携帯電話を首にかけたールなど、いわゆる迷惑メール（スパム）の問題、出り、胸のポケットに入れ持ち運ぶことは避けるべきだ

会い系サイトがらみの犯罪など、いわゆる振り込め詐としている。

欺や090金融など犯罪行為へのプリペイド携帯電話の悪用の増加。

上記の電磁波に関しては、今後とも官・学・産業界の研究・開発の推進と正確な情報発信が重要である。

*携帯サービス会社各社は迷惑メール対策はメール（6）マナー：本来静粛が求められる場所での、着信音

送信数を1日あたり何通までと制限したり、「Cメール

や通話による問題。関東の17の鉄道事業者は、2003年

安心ブロック機能」対策を実施している。

9月から車両内での携帯電話の使用方法を統一した。

*NTTドコモは2005年3月にプリペイド携帯電話の新電車内で（お年寄りや身体障害者、妊婦、乳児連れの規販売を中止した。他事業者も本人確認書類の原本の母親等の）優先席付近では電源を切り、それ以外はマ提出などで悪用を防止している。

ナーモードに設定して通話は禁止としている。携帯電（3）運転中の事故：自動車の運転中に通話（特に着信話のマナー対策として、電機・通信関連企業でつくるへの応答操作）することで注意力が低下し、事故の原「情報通信ネットワーク産業協会（CIAJ）」は、電車因の一つと指摘されている。

や病院内で自動的に携帯電話の電源が切れるシステム

1999年11月改正の道路交通法で運転中に携帯電話をなどの検討を2005年10月に始めると発表した。

使用して事故を起こした場合の罰則事項が追加された（7）盗んだ携帯電話の暗証番号を解読：キャッシュカ

が、それでも改善の目処が立たなかったため、2004年

ードやクレジットカードで現金の引き出しを行った事

6月成立・同11月施行の改正法により、無条件で罰則件。携帯にある個人電話番号をサービス会社のサーバ対象となり、運転者は停車中だけしか使ってはならなに残し個人情報を保護する方式を検討している。

くなった。どうしても通話が必要時はハンズフリー使（8）デジタルカメラによる盗み取り万引きの問題：用等が出来るが、注意力が低減されるとの論文も発表

等などがある。

されているので極力運転に集中するのが望ましい。
（4）電磁波：基地局・携帯端末双方のアンテナから発

8.2 携帯電話の将来の開発課題

せられる電磁波の人体への悪影響が心配されている。
特に頭部に接して使用するために、脳腫瘍の発生を警

296（1）新規業者のサービス提供で利便性の拡大

告する意見もあり、世界中で研究されている。日本で総務省は、携帯電話事業向けに、新たに1.7GHz帯、も1990（平成2）年に「電波防護指針」が作成され、および2GHz帯を既存キャリアと新規参入希望者に割人体に影響を与えない電波の強さの基準値を携帯電話

り当てることを示した。早ければ2007年にも新規業者では局所比吸収率「SAR」が2W/kgの許容値を超えのサービス提供が始まる。1.7GHz帯ではソフトバンク

ないことと定められている。この許容値は国際的なガの「BBモバイル」、非対称デジタル加入者線（ADSL）

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ297

大手のイー・アクセスの「イーモバイル」の新規2社（4）800MHz帯携帯電話の周波数移行で需要拡大とNTTドコモ、ボーダフォンの既存2社が、2GHz帯*総務省方針：2012年から800MHz帯は上下（基地局の第三世代携帯では通信ベンチャーの「アイピーモバ⇔端末、国際基準に合わせる）逆転し、送受信間隔

イル」が名乗りを上げている。

45MHzへ変更, 既存のPDC方式（DoPa含む）から
IMT-2000（FOMA及びCDMA2000）へ変更する。

（2）携帯電話の番号ポータビリティの導入 1
番号ポータビリティは、A社のユーザがB社へ移行*既存のPDC方式（DoPa含む）は使用出来なくなるので将来変更が必要。

した場合、それまで使用していた携帯電話番号をB社*PDCからFOMAへの移行はユーザの選択によるの移行後も継続して利用できるようにするもので、海外と、膨大な作業が発生するので時期は不確実。サービでは同制度を提供している国が増えつつあり、今回公ス事業者の方針による。

開された総務省の報告書は、海外での利用動向や、導入による社会便益の予想などが盛り込まれ、「番号ポータビリティは、2006年度にもスタートさせるべき」という結論でまとめられている。
*諸外国の導入状況：欧州各国は、EU指令に基づき1999年頃から導入が進んでいる。米国でも、事業者が（5）モバイル技術の波及効果
ユビキタス、マルチユース、ユーザオリエンテッド
をキーワードに、種々な関連商品が考えられ、サービ
スコンテンツも高度化、多様化して関連波及市場が広がるだろう（図8.2）。

必要性を疑問視して訴訟を起こすなどのトラブルもあったが、2003年11月に導入されている。アジアでは、シンガポール、香港などが導入している。
今後変更時の手数料金、技術的課題の検討が必要であるが、ユーザが選択する時代になる。
（3）第四世代移動通信システム
第四世代移動通信システムとは、アナログ方式の自動車・携帯電話（第一世代）、デジタル方式の携帯電話（第二世代）、IMT-2000（第三世代）に続く移動通信システムで、2010年の実現を目指している移動通信

図8.2

モバイル技術の波及効果 3システムである。このシステムでは、光ファイバー並
みの100Mbit/sの高速データ伝送が可能（第二世代の1（6）緊急通報万倍、第三世代の50倍）で、また、高速移動中でも高総務省は2007年4月から発売される全ての3G携帯電画質の動画像を送受信することが可能となる。さらに、話にGPS受信などの位置情報機能を搭載することを義

高速移動無線アクセスシステムなど、他の移動通信シ

務付けると発表した。119番に電話すれば住所を言わステムと相互に連携することで、どのような利用環境

なくでも救急車が駆けつけるようになるだろう。

でも個々のシステムを意識することなく、自在に端末を利用することが可能となる（図8.1）。

（7）歩行者支援
国土交通省では、RFタグと携帯電話との連携にて歩行者支援の実験を進めている。歩道、交差点、交通機関、住所表示板などへRFタグを設置し、携帯でRF
タグを読み取り歩行者へ関連情報を音声、振動、画像などに変換して歩行者に伝える。
（8）車が情報ステーションにカーナビと携帯が連携した情報サービス、ITSの利用、デジタルテレビ放送の利用など、車が情報ステー
ションになるだろう。

図8.1

第四世代の位置づけ2

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査297

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ298（9）形状も多様化、ウェアラブル化
携帯の機能にあわせて形状も多様化するであろう。
またネックレス型、時計型、身につけるウェアラブル

（2）新たなアプリケーションやコンテンツビジネスで更なる付加価値を高め、ユーザの要求にこたえる。
1）陸上公衆通信通だけでなく、ITS（高度道路交通シ

ケータイも実現するだろう。

ステム）利用の道路交通、鉄道、海上、航空や放（10）ユニバーサル携帯電話 42）災害、防犯、過疎地、少子高齢化社会、環境保全

送を含めた全システムの融合化を図る。
を支援する通信の確立。

固定通信に先駆け携帯を普及させている国が急増している。携帯が開発途上国で受け入れやすくなった背（3）世界基準を定め、国際電気通信連合（ITU）、

景には、建設の容易さとコストの低減がある。

3GPP（3rd Generation Partnership Project）、3GPP2（3rd Generation Partnership Project2）、国際標準化（11）翻訳携帯電話

4

機構（ISO）、モバイル通信のサービスやアプリケー

自分が日本語で話すとネットワークで翻訳し、相手ションの標準化のOMA（Open Mobile Alliance）へ

はその国の言語で聞くことが出来る。相手からの言語提案し、世界の標準規格の推進に更に貢献する（世界は携帯で日本語で聞くことが出来る日も近いだろう。

共通の第四世代移動通信システム等）5。

また、人間の五感を補助する安全・安心なシームレ
ス携帯電話が実現するだろう。

8.3 考察1979年に自動車電話としてスタートし、1999年までの20年間は小型・軽量の携帯電話、現在までインター（4）官（国と地方公共団体の連携）・民間（国民・利用者）・産業界・学会大学の協調と競争を推進する。
参考資料
1

情報通信ジャーナル、Vol22. No.4, 2004/4

2

第四世代移動通信システム、電波利用ホームページ

3 総務省情報通信審議会：「新世代モバイル委員会
報告書」

ネット接続の多機能携帯電話として進化してきた。
今後のユビキタス社会におけるケータイを実現するための課題を考察する。
前項課題の解決の他、次の推進が必要である。
（1）誰でも使用できる制約のない人間性重視、使いやすく、安全・安心な「わがままなユビキタス通信端末」の開発推進。部品さえ集めれば同じような製品が作れ
るデジタル時代に「歴史のあるアナログとデジタル技術」（人間と端末機器のインターフェースは全てアナログである）をも融合した製品の開発が重要である。
人と人から、人とモノ、モノとモノの通信と情報の共有の推進が期待される。

298

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

4

小檜山：「ケータイ進化論」、NT T出版、2005.6.28

5 広瀬・他：「加速する携帯電話の進化」、三菱電機
技報、pp2-6, Vol.79, No.2, 2005

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ299

9 あとがき1985年の通信自由化の前半の10年は新規事業者の参入などで、料金の低廉化や端末の多様化は「想定内」であった。後半の10年は、携帯電話とインターネットの爆発的な普及があり、「予想外」であった。
人間の予測能力には限界があり、長期的な創造的予測は優れた直感や暗黙知に属するのであるが、歴史に学ぶ
ことは、未来技術の予測や評価を行う上で不可欠であろう。先人達の技術開発への情熱と意気込みを感じ取る意
味でも、今回の「技術の系統化調査」は意義深いものであった。特に感銘したことを記す。
*日本の初期の無線通信は、自主技術開発中心で発展してきた。最初から欧米の技術を輸入した有線電信電話とは技術の展開が異なり、日本の無線技術は欧米諸国に劣らず、時にはしのぐもさえあった。日露戦争で活躍した国産の「36式無線電信機」、携帯電話の祖先の「TYK式無線電話の発明」等である。
*志田林三郎はマルコーニの無線通信に 10年先駆けて1885 年、隅田川での導電式無線実験や電気学会設立時、「無線通信の実用化、更に光通信・録音・録画等、十指にのぼるシステムの実現」を予想した。実験から3年ほどしてヘルツが電波の発生に成功し、マルコーニの無線電信機の発明の1年後の1896年には無線通信の研究が逓信省の研究機関（電気試験所）で開始された。このように志田の先見性と行動力について驚嘆させられる。
*マルコーニが無線通信の発明者と呼ばれるのは、実用にまで結びつけたことと特許の取得である。
*八木・宇田アンテナの発明：日本で発表したが反響なく、米国の発表で、日本の学界では信じられないような高い評価を受けた。1926年の発明後15年して太平洋戦争時、捕獲した英軍の無線機に使用されており、押収した
技術兵士のノートにYagi-Arrayを発見して、初めてその有用性に気付いたという逸話がある。
*Rカット振動子の発見：1933年、古賀逸策は水晶片が温度係数零のRカット振動子を用いた高安定の発信回路を形成することを示し、全世界を驚かせた。
*世界に先駆けて自動車電話の実用化：1969（昭和44）年、電電公社電気通信研究所（当時）は、自動車電話の開発に着手した。当初、開発の指導者らは次のような市場予測を行ったという。
1）東京で10 万加入、全国で 100万加入を見込む。
2）自動車電話機の価格は1台 100万円程度となるだろう。したがって市場規模は100万円×100万台＝1兆円と予測される。これだけの市場があるなら、人材と研究費を注入するに値するとして、開発に着手し10年の歳月をかけて、1979（昭和54）年、世界に先駆けて実用化したのである。現在、携帯端末の価格は約1〜2万円、普及台
数は約9千万台であるから1〜2兆円という市場規模だけはほぼ一致している。
*携帯電話は国民の1人に約1台まで普及したが、普及につれて、さまざまな社会問題も引き起こしている。「ユビキタス移動通信時代」を推進するための将来の課題の解決の推進が重要である。
*日本は第一世代自動車電話及び第三世代携帯電話でも世界に先駆けてサービスを開始し、世界のリード国となっており、今後の世界の携帯電話の標準規格の推進に官民学の協調で更に貢献する（世界共通の第四世代移動通信システム等）こが望まれる。
*歴史は人々の心のよりどころであり、励みでも反省材料でもあり、可能な限り詳細かつ正確に残しておくことは有意義である。技術開発の変遷の調査で、いずれにしても継続は力なりと信じ、失敗にめげず、息長く研究を続けることが大きな成果につながることや、部品さえ集めれば同じような製品が作れるデジタル時代に歴史のある「アナログ技術」（人間と端末機器のインターフェースは全てアナログである）をも融合した「わがままなユビ
キタス通信端末」の開発が重要である。

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査299

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ300■ 謝辞
今回の調査では多くの方々にご協力頂いた。深く感謝する。特に次の方々からデータの提供を頂いた。
*財団法人

三笠保存会：和田高明氏

*財団法人

逓信協会

逓信総合博物館：兼子隆氏、内田康之氏、柳沢明安氏*NTTドコモ歴史展示スクエア：臼倉富雄氏*（株）NTTドコモ

広報部：手塚真紀氏*日本電気（株）広報部、モバイルターミナル事業部：赤堀政明氏、日下部伸宗氏、日高恵美氏*パナソニックモバイルコミュニケーションズ（株）広報：小林順美氏*KDDI（株）広報部：柏原陽氏、国際通信史料館：渡部弘志氏*大井電気（株）総務部：鈴木康治氏*電気通信大学*警察庁

歴史資料館：中田良平氏、田中正智氏、富澤一郎氏、宮坂武芳氏

情報通信局情報通信企画課、警察大学校附属警察情報通信学校*日本無線（株）総務部人事部社史編集室：塚田光昭氏、PHSビジネスユニット：亀井恭正氏*アンリツ（株）グローバルビジネス本部

宣伝部：外島真理氏*NTT情報流通基盤総合研究所：渡辺孝氏、塩沼浩二氏*三菱電機（株）広報室：平野治政氏*JR東海（株）広報部*久里浜駐屯地 通信学校
尚参考資料として、特に「NTTドコモの10年史」および桑原守二殿の「移動通信100年」（電波新聞、2005年.1〜3月）
を参考にしたので感謝する。

300

国立科学博物館技術の系統化調査報告 Vol.6 2006.March

付録

登録候補一覧

移動通信端末調査 10.9.22 16:15 ページ301

移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査301

科学博冊子vol.6・奥付 10.9.22 15:32 ページ1

国立科学博物館
技術の系統化調査報告 第6集
平成18（2006）
年3月31日■編集

独立行政法人

国立科学博物館

産業技術史資料情報センター（担当：コーディネイト 永田 宇征、エディット 久保田稔男）■発行

独立行政法人〒110-8718

国立科学博物館
東京都台東区上野公園 7-20

TEL：03-3822-0111■デザイン・印刷株式会社ジェイ・スパーク

正誤表（第６集５編 移動通信端末・携帯電話技術発展の系統化調査）

年月日

箇所

誤

正

2006年3月31日

ｐ２４４ 表２．１の下「電気工学100年の歩み「電気工学１００年の歩み」

ｐ２４６ 図２．２記述部

250/380MHz帯アナロ

250/380MHz帯アナログ

ｐ２６５ 写真４．１７[マイクロタック]（モトローラ）（下）１４[マイクロタック]（モトローラ）（下）４

ｐ２８６ 図７．７（携帯電話の商品）の推移６（携帯電話の商品）の推移４