MCPCモバイルシステム技術検定2級の合格に向けたチートシート、短時間で復習できる重要ポイント集です。
各見出しは公式テキストの章と対応しており、出題比率の重要度を★で記載しています。
2章 モバイルシステムの概要 (★)
ワイヤレスデータ通信サービスの種類と通信速度
| 種別 | 下り最大通信速度(理論値) |
|---|---|
| 【携帯電話】3~3.5G | 384kbps~42Mbps |
| 【携帯電話】3.9G(LTE) | 37.5~150Mbps |
| 【携帯電話】4G(LTE-Advanced) | 300Mbps~1Gbps |
| 【携帯電話】5G-NR | 300Mbps、4.2~20Gbps |
| AXGP | 76~261Mbps |
| WiMAX2 | 220~558Mbps |
| 【無線LAN】802.11n | ~600Mbps |
| 【無線LAN】802.11ac | ~6.9Gbps |
| 【無線LAN】802.11ax | ~9.6Gbps |
3章 移動体通信サービス (★)
移動体通信の変遷
| 世代 | 主な技術/規格 | 解説 |
|---|---|---|
| 第1世代(1G) | HICAP | 日本のアナログ方式音声通信システム。 HICAPの他にNMTやAMPSなどの規格があり、通信は音声のみでデータ通信は未対応。 |
| 第2世代(2G) | cdmaOne、PDC | PDCは日本独自のデジタル規格、cdmaOneは米国発祥のCDMA方式の規格。 PDCはNTTドコモやJ-PHONE（現ソフトバンク）で採用され、cdmaOneはKDDI（旧IDO）が採用。 |
| 第3世代(3G) | W-CDMA | 国際規格UMTSの一部で、NTTドコモが「FOMA」として商用化。 高速データ通信に対応し、音声とデータ通信を統合する基盤を提供。HSDPA/HSUPAの技術で性能が向上。 |
| 第4世代(4G) | OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) | LTEやWiMAXで採用される高速通信技術。 超高速通信を実現し、大容量データやストリーミングサービスが普及。マッシブMIMO技術と連携。 |
| 第5世代(5G) | 5G NR（New Radio） | 5G専用の無線通信規格で、超高速通信、超低遅延、大量接続を実現。 eMBB（高速通信）、URLLC（低遅延高信頼）、mMTC（大量接続）の3つのシナリオに対応。 |
- LTE・5Gでは、回線交換通信サービスは提供されていない
- LTEは、パケット通信に特化した国際標準の移動体通信規格の一つ
FMC (Fixed-Mobile Convergence)
移動体通信と固定通信の融合。スマホはモバイル通信と無線LANの両方に対応しておりFMCに適している
例：NTTドコモの「オフィスリンク」、KDDIの「ビジネスコールダイレクト」
4章 無線アクセスネットワーク技術 (★)
デジタル変調
アナログ信号をデジタル形式に変換し、無線通信で利用する技術。
例:
ASK（Amplitude Shift Keying）: 振幅でデータを表現。
PSK（Phase Shift Keying）: 位相でデータを表現。
FSK（Frequency Shift Keying）：周波数でデータを表現
QAM（Quadrature Amplitude Modulation）: 振幅と位相を組み合わせる。
適応変調符号化方式
概要： 通信環境に応じて変調方式や符号化率を変更する。
目的：通信速度と信頼性のバランスを最適化。
例: 近距離など回線状況が良い場合は高速変調方式を適用して伝送速度を上げ、逆に回線状況が悪い場合は低速変調方式を利用して伝送速度は遅いけどノイズへの耐性を高める。
適応スケジューリング
概要: 各ユーザーの通信状態に応じて、無線リソースを動的に割り当てる技術。
目的: 通信効率と公平性を最大化。
デュプレクス方式
端末と基地局の双方向通信として提供する仕組みをデュプレクス(複信)方式という
| 方式 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| FDD （Frequency Division Duplex） | 上りと下りに異なる周波数帯域を使用。 同時通信が可能で通信品質が安定。 | LTEのFDDモード、衛星通信 |
| TDD （Time Division Duplex） | 上りと下りを時間で区切って共有する方式。 周波数資源を効率的に活用可能だが、遅延が発生しやすい。 | LTEや5GのTDDモード、WiMAX |
| 半二重複信 (Half Duplex） | 上りと下りを同時に通信できず、一方通行のみ。 シンプルな機器で実装可能。 | IoTデバイス、トランシーバー、古い通信技術 |
多重化
一定の帯域幅の周波数資源を、周波数/時間/符号空間やこれらの組み合わせによって区別し、それぞれで異なる情報を同時に伝送する技術を多重化(Multiplexing)という
| 方式 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| FDM （Frequency Division Multiplexing） | 周波数を異なるチャンネルに分割して複数の信号を送信。 干渉を抑えながら同時通信が可能。 | 1G アナログラジオ、テレビ放送 |
| TDM （Time Division Multiplexing） | 時間を細かく区切り、複数の信号を順番に送信。 効率的な帯域利用が可能だが、時間分割による遅延が発生。 | 2G 電話交換網、デジタル放送 |
| CDM/CDMA （Code Division Multiplexing） | 独自の符号を使用して複数の信号を同じ周波数帯で送信。 干渉に強く、ユーザーごとに識別可能。 | 3G 3G通信（W-CDMA、cdmaOne） |
| OFDM/OFDMA （Orthogonal Frequency Division Multiplexing） | 直交する複数の周波数サブキャリアを使い、効率よくデータを送信。 高速通信に適している。 | 4G（LTE）、5G、Wi-Fi、デジタル放送 |
電波
電波法では300万MHz(3THz)以下の周波数の電磁波を電波と定義している。
マルチパス、マルチパスフェージング
基地局から送信された電波はビルなどで反射/回折して複数の経路(マルチパス)を経て端末に届く。
端末やその周辺の反射物の移動に伴ってマルチパスを経て到来する電波の重なり方が変化し、受信レベルが大きく変動する現象がマルチパスフェージング
空間ダイバーシティ
概要: 複数のアンテナを利用して信号品質を向上する技術。
目的: フェージングや干渉を軽減。
例: MIMO（Multiple Input Multiple Output）
セルラー方式とセクタ化セルの比較
| 項目 | セルラー方式 | セクタ化セル |
|---|---|---|
| 概要 | 広範囲を効率的にカバーする基本的な無線通信方式。 | セルを細分化して干渉を低減し、通信容量を向上させた進化形。 特に都市部やトラフィックが多い環境で有効に機能し、現代のモバイル通信ネットワークの基盤 |
| 分割方法 | 通信エリア全体を円形や六角形のセルに分割。 | 各セルをさらに120°または60°のセクタ(通常3～6）に分割 |
| 周波数再利用 | 隣接するセルで異なる周波数を利用して干渉を回避。 | セクタごとに異なる周波数を使用して干渉をさらに軽減。 |
| メリット | 周波数再利用により効率的なリソース管理が可能。 | トラフィック容量の向上、干渉の低減、通信品質の改善。 |
| デメリット | トラフィック集中エリアでの容量不足や干渉が発生しやすい。 | セクタごとに指向性アンテナが必要で、設置が複雑化する可能性がある。 |
| 使用例 | 初期のセルラー通信方式（1G、2G）や郊外エリアの基地局。 | 現代のモバイル通信（3G、4G、5G）や都市部のトラフィック集中エリア。 |
| アンテナの構造 | 全方向性アンテナ（オムニアンテナ）を使用することが一般的。 | 指向性アンテナを使用して特定のセクタに信号を集中させる。 |
| 効率性 | 広範囲をカバーするが、トラフィック集中時には効率が低下。 | トラフィック分散による効率的なリソース利用が可能。 |
ハンドオーバー（ハンドオフ）
概要: 移動中の端末が通信を途切れさせずに基地局を切り替える技術。
種類:
ハードハンドオーバー: 瞬時に切り替え。
ソフトハンドオーバー: 複数基地局と同時接続中に切り替え。
5G通信でのSA/NSA方式
| SA（Stand-Alone）方式 | NSA（Non-Stand-Alone）方式 | |
|---|---|---|
| 基本概念 | 5G NR単独でネットワークを構成する方式 | 4G LTEのネットワークを活用して5Gを補完的に利用する方式 |
| コアネットワーク | 5G専用のコアネットワーク（5GC: 5G Core）を使用 | 既存の4G LTEコアネットワーク（EPC: Evolved Packet Core）を使用 |
| 通信速度と遅延 | 超高速通信と超低遅延を最大限に発揮可能 | 4Gネットワーク依存のため、速度と遅延性能が限定される |
| 利用可能な機能 | 5G特有の機能（スライシング、mMTC、大規模IoTなど）に対応 | 主に高速データ通信（eMBB）に対応 |
| エリア展開/導入コスト | エリア展開に時間がかかる 初期コストが高い | 迅速に広範囲で展開可能 初期コストが低く、既存資産を最大限活用可能 |
ローカル5G
- 概要：特定の地域や施設向けに構築される独自の5Gネットワーク。
- 特徴:
- 専用性: 自治体、企業、工場などの専用ネットワーク。
- 高性能: 5Gの特性（低遅延、高信頼性、大量接続）を活用。
- 柔軟性: 独自の設計が可能（セキュリティ、帯域管理）。
- 用途：工場の自動化、スマートシティ。医療現場、教育機関での利用。
5章 コアネットワーク技術 (★)
EPC （Evolved Packet Core）
すべての通信をパケット交換コアネットワーク経由で送受信するALL-IPを採用しており、このALL-IPコアのことをEPCという。
4G LTE
| 構成要素 | 役割 |
|---|---|
| MME （Mobility Management Entity） | モビリティ管理と信号処理（位置登録、ハンドオーバー管理、認証など）。 |
| S-GW （Serving Gateway） | ユーザデータを端末とP-GWの間で中継するゲートウェイ。 ユーザ端末の移動時にパスを維持。 |
| P-GW （Packet Gateway） | インターネット接続を提供し、トラフィックのルーティングとポリシー制御を担当。 |
| HSS （Home Subscriber Server） | ユーザー認証情報（ID、位置情報、サービス情報）を管理するデータベース。 |
| PCRF （Policy and Charging Rules Function） | サービスのポリシーと課金ルールを制御。QoS（通信品質）や帯域幅の管理を行う。 |
5GC
5GSAに対応するコアネットワークとして5GC(5G Core Network)が規定されている。5GCは、サービスベースアーキテクチャ（SBA）に基づいており、ネットワークファンクションが独立して動作し、柔軟な拡張性と機能のモジュール化が可能。
| 5GC NF | 概要 | EPC機能との対応 |
|---|---|---|
| UDM (Unified Data Management) | ユーザサブスクリプションデータの管理を行う。 | HSS (Home Subscriber Server) |
| AUSF (Authentication Server Function) | ユーザの認証処理を担当。 | HSS (一部の認証機能) |
| AMF (Access and Mobility Management Function) | ユーザ機器（UE）の登録、接続、追跡、ハンドオーバーなどの管理を行う。 | MME (Mobility Management Entity) |
| SMF (Session Management Function) | PDUセッションの設定・管理、QoSポリシー適用、トラフィックのルーティングを制御。 | MME、PGW-C (PGW Control Plane) |
| UPF (User Plane Function) | ユーザデータの転送、トラフィックのルーティングや転送、パケット処理を担当。 | SGW-U (Serving Gateway User Plane)、PGW-U (PGW User Plane) |
| PCF (Policy Control Function) | QoS、帯域制御、課金ポリシーの決定を担当し、他NFにポリシー情報を提供。 | PCRF (Policy and Charging Rules Function) |
| NRF (Network Repository Function) | ネットワークファンクションの登録・検出を提供し、NF間の通信をサポート。 | 無し（5G特有の機能） |
| NSSF (Network Slice Selection Function) | ネットワークスライスの選択を担当。 | 無し（5G特有の機能） |
| NEF (Network Exposure Function) | 外部アプリケーションと5Gコアの間で安全なデータ共有を提供。 | 無し（5G特有の機能） |
| BSF (Binding Support Function) | セッションとポリシー管理間の情報を結び付ける機能を提供。 | 無し（5G特有の機能） |
| CHF (Charging Function) | 課金機能を担当し、リアルタイムおよびオフラインの課金情報を提供。 | OCS (Online Charging System)、OFCS (Offline Charging System) |
ネットワークスライシング
概要: 5Gにおいて、1つの物理ネットワークを複数の仮想ネットワーク（スライス）に分割し、用途に応じたサービスを提供。
用途: 例えば、自動運転（低遅延）、IoT（大量接続）、動画配信（高帯域）向けに異なるスライスを設定。
メリット: リソースの効率的利用、柔軟性の向上。
NPN
ローカル5Gのように特定のユーザに限定して提供される閉域ネットワークを構成するため技術
PNI-NPNとSNPNの違い
| 項目 | PNI-NPN （Public Network Integrated NPN） | SNPN （Standalone NPN） |
|---|---|---|
| 概要 | 公共ネットワークのリソースを活用して迅速かつ低コストで構築できる。 ネットワークの完全独立性が不要な環境で適している | 独立した専用5Gネットワークで、公共ネットワークに依存しない構成。 高度なセキュリティや完全な独立性が必要な産業や政府用途に向いています。 |
| ネットワークの構成 | 公共ネットワークのインフラを共有しつつ、専用スライスやセキュリティを確保。 | 完全に独立したネットワークインフラを構築。 |
| 特徴 | – 公共ネットワークと一部リソースを共有するため、導入コストが低い。 – 既存の5Gインフラを活用可能。 | – 完全独立型で、高いカスタマイズ性とセキュリティを提供。 – 初期投資が大きい。 |
| 用途 | – 企業の専用ネットワーク構築。 – 医療機関、教育機関の一部用途。 | – 工場の自動化や産業用途。 – セキュリティ重視の自治体ネットワーク。 |
| メリット | – 導入が迅速でコスト効率が高い。 – 公共ネットワークのカバレッジを活用可能。 | – 高度なカスタマイズが可能。 – 外部ネットワークの影響を受けにくい。 |
| デメリット | – 公共ネットワークと共有するため、完全独立性はない。 | – 初期投資と運用コストが高い。 |
MNPの方式
| 方式 | 説明 |
|---|---|
| リダイレクション方式 | 呼び出しが旧キャリアで受信されると、新キャリアのネットワークにリダイレクトされる。 |
| 転送方式 | 呼び出しが旧キャリアに着信し、そのまま新キャリアに転送される。 |
リダイレクションは着信側で直接処理するが、転送方式は旧キャリアが中継するため遅延が生じやすい。国内の移動体通信事業者間ではリダイレクション方式が用いられる
SDN（Software Defined Networking）
概要：ネットワークの制御プレーン（ルーティング・スイッチング制御）をデータプレーン（データ転送）から分離。ソフトウェアでネットワーク全体を一元管理。
特徴：柔軟性向上、効率的なリソース管理、自動化可能。
用途：仮想化ネットワーク、クラウドデータセンター。
6章 インターネット基盤技術 (★★)
OSI参照モデルとTCP/IP、主要プロトコルの対応表
| OSI参照モデル層 | TCP/IP層 | 主なプロトコル | 役割 | |
|---|---|---|---|---|
| 第7層 | アプリケーション層 | アプリケーション層 | HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3, IMAP, DNS, DHCP | アプリケーション同士の通信を提供。ユーザーに直接サービスを提供する層。 |
| 第6層 | プレゼンテーション層 | データの形式変換や暗号化、圧縮を行う層（TCP/IPではアプリケーション層に統合）。 | ||
| 第5層 | セッション層 | 通信セッションの管理（接続の確立、維持、終了）。 | ||
| 第4層 | トランスポート層 | トランスポート層 | TCP, UDP | データ転送の信頼性や効率を保証。TCPは信頼性を重視、UDPは高速性を重視。 |
| 第3層 | ネットワーク層 | インターネット層 | IP, ICMP, ARP | データのルーティングやアドレス指定を担当。インターネットでの通信を支える基盤層。 |
| 第2層 | データリンク層 | ネットワークインターフェース層 | Ethernet, Wi-Fi, PPP | 隣接するノード間でのデータ転送を管理。フレーム化やエラー検出を行う。 |
| 第1層 | 物理層 | 物理プロトコル（RJ45, 光ファイバ, 無線信号） | ハードウェア間でデータを送受信するための電気信号や物理的接続を管理。 | |
コリジョン(衝突)
同じネットワークセグメントで複数のデバイスが同時にデータを送信し、パケットが衝突して破棄される現象。主にCSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）を採用するイーサネットで発生。
バックオフアルゴリズム
コリジョン発生時、デバイスが一定時間待機してから再送信を試みるアルゴリズム。
VLANとVXLANの特徴と違い
| 項目 | VLAN（Virtual LAN） | VXLAN（Virtual Extensible LAN） |
|---|---|---|
| 概要 | 物理スイッチ上で仮想的にネットワークを分割する技術。 小規模ネットワークや単一の物理施設内でのネットワーク分離に最適。 VLAN IDの制限があるため、大規模な仮想化やクラウド環境には不向き。 | L2ネットワークをL3ネットワーク上に拡張する技術。 データセンターやクラウド環境向けに設計され、大規模ネットワークや分散環境に対応。 L3ネットワークを活用してL2通信を拡張するため、柔軟性が高い。 |
| 主な用途 | ネットワークの分割とトラフィックの分離。 | データセンター間の広域仮想ネットワーク構築やクラウド環境。 |
| 対応する環境 | 同一物理スイッチ内、または隣接したネットワーク内で使用されることが多い。 | データセンターやクラウド環境など、複数の物理ネットワークにまたがる構成。 |
| メリット | 簡単に設定可能で、広く普及している。 | 大規模な仮想ネットワークや分散環境に適している。 |
| デメリット | スケーラビリティが低い。 | 設定や管理が複雑で、対応機器が必要。 |
IPv4とIPv6の特徴と違い
| 項目 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| 概要 | 現在もインターネットの主流。 アドレス枯渇問題が発生しており、NATで補完。 | アドレス不足解消のため開発。 セキュリティや効率性が向上。 |
| アドレス形式 | 32ビット（4オクテット） | 128ビット（16オクテット） |
| アドレス数 | 約43億個 | 理論上無限大（実用的には約3.4×10³⁸個） |
| 表記方法 | ドット区切りの10進数 （例: 192.168.0.1） | コロン区切りの16進数、0を省略することも （例: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334） |
| ネットワーク設定 | DHCPや手動設定が一般的 | 自動設定（Stateless Address Autoconfiguration）に対応 |
| ルーティング効率 | 小規模ネットワーク向け | 大規模ネットワークや分散ネットワーク向け |
| セキュリティ機能 | IPsecはオプション対応 | IPsecが標準対応 |
| ブロードキャスト | ブロードキャストをサポート | ブロードキャストは廃止され、マルチキャストや任意送信に置換 |
| ヘッダーサイズ | 20バイト | 40バイト |
| ヘッダー構造 | 可変長で複雑 | 固定長で簡潔 |
| QoS対応 | 明確な対応なし | フローラベルによるQoS対応 |
| 互換性 | 現在のインターネットで広く使用 | IPv4と直接互換性はないが、デュアルスタックで共存可能 |
グローバルユニキャストアドレス
概要：IPv6で使用される一意のアドレス形式。インターネット上でグローバルに一意でルーティング可能。
構成：プレフィックス: ネットワークを識別。インターフェースID: ホストを識別。
例： 2001:0db8::/32
DNSサーバのレコード
| レコード | 役割 | 例 |
|---|---|---|
| SOA（Start of Authority） | ゾーン情報（ドメインの権威サーバやシリアル番号）を定義。 | example.com. admin.example.com. 2023010101 7200 3600 1209600 3600 |
| Aレコード（Address Record） | ドメイン名をIPv4アドレスにマッピング。 | example.com. IN A 192.0.2.1 |
| NSレコード（Name Server） | ドメインのネームサーバを指定。 | example.com. IN NS ns1.example.com. |
| MXレコード（Mail Exchange） | メールサーバの優先順位を指定。 | example.com. IN MX 10 mail.example.com. |
| TXTレコード（Text Record） | 任意のテキスト情報（SPF/DKIM認証、メタデータなど）を記述。 | example.com. IN TXT “v=spf1 include:_spf.example.com ~all” |
| CNAME（Canonical Name） | ドメインのエイリアスを指定。別のドメイン名にリダイレクト。 | www.example.com. IN CNAME example.com. |
7章 モバイル端末・機器のハードウェア技術 (★★★)
SRAM／DRAM
| 項目 | SRAM（Static RAM） | DRAM（Dynamic RAM） |
|---|---|---|
| 記憶方式 | フリップフロップ回路を用いる | キャパシタとトランジスタで構成される |
| リフレッシュ | 必要なし | 必要 （キャパシタの電荷が漏れるため定期的に補充） |
| 速度 | 高速 | 低速 （リフレッシュのため） |
| 消費電力 | 高い | 低い |
| 用途 | CPUキャッシュ、レジスタなど | 主にメインメモリとして使用 |
DRAMは容量あたりのコストが安く、大容量のメインメモリに適しているが、リフレッシュが必要なため速度面でSRAMより劣る。
無線タグ（アクティブ型／パッシブ型）
| 要素 | アクティブ型 | パッシブ型 |
|---|---|---|
| 特徴 | 長距離通信が可能 | 安価で軽量 |
| 電源 | 内蔵バッテリーを使用 | 外部電波（リーダーからの信号）で駆動 |
| 通信距離 | 長距離（数十～数百メートル） | 短距離（数センチ～数メートル） |
| 用途 | 物流管理、資産追跡、長距離通信が必要な環境 | ICカード、入退室管理、商品タグ |
| 寿命 | バッテリー寿命に依存 | 半永久的 |
8章 端末周辺技術 (★★★)
IEEE 802.11の主要規格
| 規格 | 導入年 | 最大理論速度 | 周波数帯域 | 主な技術的進化点 |
|---|---|---|---|---|
| 802.11 | 1997 | 2 Mbps | 2.4 GHz | DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum）を採用。初期規格で速度が非常に低い。(試験に出ない) |
| 802.11b | 1999 | 11 Mbps | 2.4 GHz | DSSSを改良して速度向上。 |
| 802.11a | 1999 | 54 Mbps | 5 GHz | OFDMを採用。干渉が少なく、高速通信を実現。 |
| 802.11g | 2003 | 54 Mbps | 2.4 GHz | OFDMを802.11bの周波数帯域に適用。802.11bとの互換性を確保。 |
| 802.11n | 2009 | 600 Mbps | 2.4 GHz / 5 GHz | MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術とチャネルボンディング（最大40 MHz）を採用。 |
| 802.11ac | 2013 | 6.93 Gbps | 5 GHz | MU-MIMO（Multi-User MIMO）、最大160 MHz幅のチャネルボンディング、ビームフォーミングを採用。 |
| 802.11ax | 2019 | 9.6 Gbps | 2.4 GHz / 5 GHz | OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、BSS Coloring、TWT（Target Wake Time）を採用。 |
Wi-Fiのセキュリティ
- WEP
- 初期の無線LANセキュリティプロトコル。
- RC4アルゴリズムを使用し、データを暗号化。
- 問題点: 暗号化が簡単に解読されるため、セキュリティが弱い。
- Fast Packet Keying
- 各パケットに異なる暗号鍵を使用する方式。
- 通信セキュリティを向上させるために導入。
- WEPの後継であるWPA/WPA2で採用される。
Bluetoothの基本モード
- 周波数ホッピングスペクトラム拡散方式(FHSS)
- 干渉を避けるため、1秒間に1,600回チャネルを切り替える。
- 2.4GHz（ISMバンド）、全79チャネルを1MHz間隔で分割。
- 固有IDによる機器識別
- Bluetooth危機はすべて48ビットの固有IDを保有
モデム（変復調装置）
- デジタル信号とアナログ信号を相互変換する装置。
- 変調: デジタル信号をアナログ信号に変換。
- 復調: アナログ信号をデジタル信号に戻す。
ADSLモデムの原理
- 電話回線を使い、高周波数帯域でデータを送受信。
- 音声通話（低周波数）とデータ通信（高周波数）を同時に可能にする。
- 分離器（スプリッタ）を使用して信号を分ける。
バーコードのJIS規格
| 規格 | 表現可能な文字 | データ密度 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| NW-7（Codabar） | 数字、記号 | 低密度 | 簡易性が高く、スタート/ストップキャラクタを使用。 | 図書館の貸出管理、銀行の振込用紙、医療機関のラベル |
| Interleave 2 of 5 | 数字のみ | 中密度 | 数字2桁を1組で表現する高密度規格。 | 物流、倉庫管理、製品パレットの識別 |
| Code39 | 数字、アルファベット、記号 | 低～中密度 | 可変長で柔軟性が高い。スタート/ストップキャラクタが必要。 | 工業分野の部品管理、製品番号の表記 |
| Code128 | ASCII全文字（128種類） | 高密度 | 高いデータ密度と圧縮性。文字セット（A, B, C）で効率化可能。 | 販売商品コード、物流管理、輸送ラベル |
9章 モバイル端末のソフトウェア技術 (★★★)
静止画像の圧縮技術
| フォーマット | 特徴 | 圧縮形式 | 用途 |
|---|---|---|---|
| JPEG | 一般的な画像圧縮形式。 広く普及し、ファイルサイズを削減できるが、画質は劣化（不可逆圧縮）。 | 不可逆圧縮 | 写真やウェブ画像、一般的な画像保存。 |
| JPEG XR | JPEGの拡張版で、HDRや透過効果をサポート。 画質を維持しつつ圧縮効率が高い。 | 不可逆圧縮 | 高品質な画像保存、プロフェッショナル用途。 |
| HEIF | 高効率な画像フォーマット。 HEVCを基盤とし、JPEGより高い圧縮率で高画質を実現。複数メディアも格納可能。 | 不可逆圧縮/可逆圧縮 | スマートフォン写真保存、複数画像の保存。 |
| GIF | 256色までの画像に対応。 小容量で透過やアニメーションをサポート。 | 可逆圧縮 | アニメーションや簡易画像、アイコン。 |
| PNG | 高画質な可逆圧縮形式。 透過対応で、ウェブやデザイン用途に最適。 | 可逆圧縮 | ウェブデザイン、ロゴ、アイコン。 |
| TIFF | 高品質画像を保存できる可逆圧縮形式。 プロ向けに適しており、データ量が多い。 | 可逆圧縮/非圧縮 | 印刷、医療画像、プロフェッショナル用途。 |
ファイルの圧縮
| 形式 | 概要 | 主な用途 | 圧縮 | 書庫機能 | 対応拡張子 |
|---|---|---|---|---|---|
| ZIP | 圧縮と書庫機能を1つの形式で提供する汎用アーカイブ形式。 | ファイルの圧縮、転送、バックアップ。 | 圧縮あり | あり | .zip |
| TGZ | TARファイルをGzipで圧縮した形式。 | Linux/Unix環境でのアーカイブの圧縮・転送。 | 圧縮あり（Gzip） | あり（TARで実現） | .tgz, .tar.gz |
| TAR | 複数のファイルを1つのアーカイブファイルにまとめる形式。 | バックアップや複数ファイルのまとめ（圧縮はしない）。 | 圧縮なし | あり | .tar |
| JAR | Javaアプリケーションで使用されるアーカイブ形式で、ZIP形式を基盤とする。 | Javaクラスやリソースのパッケージング、デプロイ。 | 圧縮あり（ZIP） | あり | .jar |
10章 モバイルインターネット技術 (★★)
ネイティブアプリ/WEBアプリ/PWA
| 項目 | ネイティブアプリ | Webアプリ | PWA（Progressive Web App） |
|---|---|---|---|
| 概要 | モバイルOS（iOS、Android）向けに開発された専用アプリ。 | ブラウザで動作するアプリケーション。 | Webアプリを拡張し、ネイティブアプリに近い機能を持つ。 |
| 実行環境 | スマートフォンやタブレットのOS上で直接動作。 | ブラウザ（クロスプラットフォーム対応）。 | ブラウザ上で動作するが、インストールも可能。 |
| インストール | App StoreやGoogle Playからインストールが必要。 | インストール不要（URLにアクセス）。 | ホーム画面に追加してインストール可能。 |
| 利用可能な機能 | カメラ、GPS、通知などのOSのネイティブ機能を完全に利用可能。 | 一部のネイティブ機能に制約あり。 | 多くのネイティブ機能に対応（通知、オフライン）。 |
| パフォーマンス | 高速で安定。OSに最適化されている。 | ネイティブアプリに比べると低速になる場合も。 | ネイティブアプリに近いパフォーマンス。 |
シングルページアプリケーション（SPA）
- 単一のHTMLページで構成されるウェブアプリケーション。
- 必要なコンテンツを動的にロードして表示を更新するため、ページの再読み込みを行わない。
モバイルクラウド
モバイルデバイスがクラウドコンピューティングのリソース（ストレージ、アプリケーション、サービス）を利用する仕組み。
構成要素は、「モバイル端末」「モバイルネットワーク」「クラウド」
11章 モバイルコンテンツ技術 (★★)
料金回収代行
- 概要：サービス提供者に代わり、利用料金の請求・回収を行う仕組み。
- 仕組み：顧客が利用料を支払うと、料金回収代行業者が一定の手数料を差し引いてサービス提供者に支払う。
- メリット：サービス提供者は回収業務を効率化でき、未回収リスクを軽減可能。
- 例：サブスクリプションサービス、公共料金、ECサイトの決済代行。
AR、VR、MRの特徴と違い
| 項目 | AR（拡張現実） Augmented Reality | VR（仮想現実） Virtual Reality | MR（複合現実） Mixed Reality |
|---|---|---|---|
| 概要 | 現実世界を拡張し、情報や視覚効果を付加する。 | 完全に仮想空間に没入し、現実世界を遮断する。 | 現実世界と仮想空間を統合し、相互作用を可能にする。 |
| デバイス例 | スマートフォン、ARグラス（例: HoloLens、Magic Leap） | VRヘッドセット（例: Oculus Rift、HTC Vive） | ARグラスや高度なMRデバイス（例: HoloLens 2） |
| 視覚の特性 | 現実の背景を維持し、デジタルオブジェクトを重ねる。 | 仮想空間が全面的に視界を占有。 | 現実と仮想のオブジェクトがリアルタイムで融合。 |
| 相互作用 | 限定的なインタラクション（例: タップや簡易ジェスチャー）。 | 高度な操作や体験型のゲームなどに対応。 | 仮想オブジェクトと現実オブジェクトの両方と操作可能。 |
| 主な用途 | – 教育（解剖モデルなど）。 – マーケティング（製品の試着）。 – ナビゲーション。 | – エンターテインメント（ゲーム、映画）。 – シミュレーション（訓練用）。 | – 建築デザインや工業分野。 – 医療シミュレーション。 – 高度な教育環境。 |
| 没入感 | 低い（現実の要素が見えるため）。 | 非常に高い（完全に仮想空間内にいる感覚）。 | 中程度～高い（現実と仮想のバランスに依存）。 |
ポジショントラッキング
- 概要: メタバースにてオブジェクトやユーザーの位置をリアルタイムで追跡する技術。
- 方式
- 光学式: カメラやマーカーを使用（例: ARやVR）。
- 慣性式: 加速度センサーやジャイロスコープを使用（例: スマートフォンやゲームコントローラー）。
- 用途：VR/ARデバイス、ロボティクス、スポーツ分析。
NFTとWEB3の関係性と違い
| NFT | WEB3 | |
|---|---|---|
| 概要 | Web3の一部であり、主にデジタル資産の管理と取引に特化。 | NFTを含む広範なエコシステムをカバーし、分散型インターネットを実現する枠組み。 |
| 技術基盤 | ブロックチェーン（特にEthereumが一般的）。 | ブロックチェーン全体（Ethereum、Polkadotなど）。 |
| 主な目的 | デジタル資産の唯一性と所有権を証明。 | 分散型のインターネットを構築し、ユーザーに主導権を渡す。 |
| 分野 | アート、ゲーム、デジタルコンテンツ。 | 金融、アプリケーション、コミュニティ構築など。 |
WEB3の特徴
- 非中央集権(Decentralization)
- 情報のトラストレス(検証可能性)
- 所有権の実現
- DAO(Decentralized Autonomous Organization：自律分散型組織)/インセンティブの実現
GPSの方式
| 項目 | スタンドアロンGPS（自立測位方式） | A-GPS（Assisted GPS） |
|---|---|---|
| 概要 | GPS衛星信号のみを使用して位置を計算する方式。 通信不要で完全に独立して動作するが、測位に時間がかかる場合がある。 | 衛星信号に加え、通信ネットワーク（モバイルデータやWi-Fi）を利用。 通信ネットワークを利用して測位速度や精度を向上させるが、ネットワーク依存性がある。 |
| 測位速度 | コールドスタート時は数分かかることがある。 | 通信ネットワークの補助で高速に測位可能（数秒～数十秒）。 |
| 精度 | 衛星信号のみで測位するため、視界が遮られると精度が低下。 | ネットワークの補助により、遮蔽環境でも精度が向上。 |
| 通信依存性 | 完全独立型。通信ネットワークに依存しない。 | 通信ネットワークが必要。オフライン時は精度が低下する場合がある。 |
| 利用環境 | 見通しの良い屋外環境で有効。 | 屋内や都市部のような衛星信号が弱い環境でも有効。 |
| バッテリー消費 | 衛星信号の受信に時間がかかり、バッテリー消費が多い。 | 測位が高速なため、バッテリー消費が少ない場合がある。 |
| 主な用途 | ナビゲーション機器、アウトドア活動用GPSデバイス。 | スマートフォンやカーナビで一般的に使用。 |
※コールドスタート：GPSデバイスが電源を入れた際、初めて位置を計算するまでの時間
12章 情報セキュリティ技術 (☆)
共通鍵/公開鍵
| 共通鍵暗号方式 | 公開鍵暗号方式 | |
|---|---|---|
| 代表的な暗号技術 | AES | RSA |
| 処理速度 | 速い | 遅い |
| 鍵の数 | 多い n(n-1)/2 | 少ない 2n |
| 鍵の配布 | 電子メール/電話/手紙などで配布し、配布が手間になる | PGP/PKIなどを利用して配布は容易になる |
| 特徴 | 手軽、少人数の利用に向く | 環境構築に手間がかかるが多数での利用に向く |
公開鍵暗号方式の利用用途
送信者が[受信者の公開鍵]で暗号化し、受信者が[受信者の秘密鍵]で復号する。
→情報の暗号化
暗号化が防ぐのは、第三者による復号。
→正規の受信者しか復号できない[受信者の秘密鍵]で復号する
送信者が[送信者の秘密鍵]で暗号化し、受信者が[送信者の公開鍵]で復号する。
→ディジタル署名
ディジタル署名が防ぐのは第三者によるなりすまし
→正規の送信者しか暗号化できない[送信者の秘密鍵]で暗号化する
13章 IoTシステム (★★)
IoTシステムにおける基幹ネットワーク
- フィールド側に設置されるIoTデバイスやIoTゲートウェイとインフラ側に設置されるIoTサーバを接続するために用いられる
- 機能的アーキテクチャにおいて、下位層網(Underlying Network)としての機能を提供する
LPWA（省電力広域ネットワーク）
| 要素 | 説明 | 用途 |
|---|---|---|
| SIGFOX | 独自プロトコルを使用したLPWA技術。低消費電力で低データレートの通信を提供。 | スマートメーター 物流トラッキング 環境モニタリング |
| LoRaWAN | オープンな通信プロトコル。LoRa技術を用い、広域でのデータ送受信が可能。 | スマート農業 災害監視 都市インフラ管理 |
| ELTRES | 超長距離通信に対応し、特に移動体での利用が強み。 | 車両トラッキング 長距離IoTセンサー 遠隔地の監視 |
| ZETA | メッシュ通信に対応し、短距離での低消費電力通信が得意。 | スマートビルディング 工場内機器の監視 デバイス間通信 |
IoTエリアネットワーク無線の主な方式
| 方式 | 特徴 | 主な用途例 | 通信距離 | データ速度 |
|---|---|---|---|---|
| Bluetooth | 短距離通信向け。 低消費電力（特にBLE）。 | ウェアラブルデバイス、スマート家電。 | 数メートル | 最大2Mbps（BLE） |
| Wi-SUN (IEEE 802.15.4g) | 屋外環境向けのメッシュネットワーク対応。 広域通信が可能。 | スマートメーター、都市インフラ監視。 | 数キロメートル | 最大300kbps |
| ZigBee (IEEE 802.15.4) | メッシュネットワーク対応で低消費電力。 簡易的な機器間通信に最適。 | スマートホーム、照明制御、ビル管理。 | 10～100メートル | 最大250kbps |
| Z-Wave | スマートホーム向け。 低消費電力と簡易設定が特徴。 | スマートビルディング、家電制御。 | 30～100メートル | 最大100kbps |
| ANT | スポーツや健康分野向けの超低消費電力通信規格。 | フィットネストラッカー、ウェアラブルデバイス。 | 30メートル以下 | 最大60kbps |
| EnOcean | エナジーハーベスティング対応の超低消費電力通信。 バッテリーレスセンサーが利用可能。 | スマートホーム、ビル管理。 | 数メートル | 最大125kbps |
| ISA100.11a | 産業用無線通信規格。 高い信頼性とセキュリティを提供。 | 工場のプロセス管理、産業用センサー。 | 数百メートル | 最大250kbps |
IoTデバイスの基本的な構成
「信号・データ処理部」「通信接続処理部」「センサ/アクチュエータ部」「電源部」「入出力部」から構成される
| 構成部位 | 役割 | 特徴 | 例 |
|---|---|---|---|
| 信号・データ処理部 | センサの信号をデジタルデータに変換し、処理や制御ロジックを実行。 | マイクロコントローラー（MCU）やプロセッサを搭載。 | データのフィルタリング、センサ値の演算、制御。 |
| 通信接続処理部 | 外部ネットワークやクラウドとデータの送受信を行う。 | 無線通信（Wi-Fi、Bluetooth、LoRa）や有線通信（Ethernet）を利用。 | センサデータのクラウド送信、遠隔指令の受信。 |
| センサ/アクチュエータ部 | 環境情報を取得（センサ）または動作を実行（アクチュエータ）。 | 各用途に応じたセンサ・アクチュエータを搭載。 | 温度センサ、加速度センサ、モーター、LED。 |
| 電源部 | デバイス全体に電力を供給。 | バッテリー、ACアダプタ、エナジーハーベスティング技術を利用。 | バッテリー駆動、太陽光エネルギー活用。 |
| 入出力部 | ユーザーや他のデバイスとのインターフェースを提供。 | ボタンやタッチスクリーン（入力）、ディスプレイやスピーカー（出力）を搭載。 | 操作ボタン、LCDディスプレイ、ブザー。 |
14章 モバイルシステムを利用したアプリケーション (★★)
モバイルVR
概要: スマートフォンや専用モバイルデバイスを使用して楽しむVR体験。
ヘッドマウントディスプレイ（HMD）
概要: 頭に装着して視覚的な情報を提供するディスプレイ装置。
全天周映像
概要: 視野全体をカバーする360度映像。視聴者が任意の方向を自由に見られる。
多視点映像配信
概要: 視聴者が異なる視点（カメラアングル）を選択して映像を視聴できる技術。
BYODポリシーにおけるEMM
| 項目 | MDM Mobile Device Management | MCM Mobile Content Management | MAM Mobile Application Management | EPP Endpoint Protection Platform |
|---|---|---|---|---|
| 概要 | モバイルデバイス全体を管理する技術。 | モバイルデバイス上のデータやファイルを保護する技術。 | アプリケーションの管理と制御を行う技術。 | エンドポイント（PCやモバイル）のセキュリティを保護する技術。 |
| 主な機能 | – デバイス設定管理 – リモートワイプ – セキュリティポリシー適用 | – ファイル暗号化 – データ共有の制限 – アクセス制御 | – アプリ配布 – アプリデータの分離・保護 | – マルウェア対策 – ファイアウォール – 脅威検出 |
| 特徴 | デバイス全体を管理するため、BYOD環境ではプライバシーの課題がある。 | コンテンツ単位でのセキュリティが可能。 | アプリ単位で柔軟なセキュリティ管理が可能。 | エンドポイントのセキュリティ保護に特化。 |
| 用途例 | – 社員専用スマートフォンの管理 – リモートロックや初期化 | – ファイル共有のセキュリティ管理 – BYOD環境のデータ保護 | – 業務用アプリの配布・管理 – BYOD環境のアプリ保護 | – エンドポイントのセキュリティ管理 – マルウェア防止 |
その他
IEEE規格
IEEE 802.15 PAN (Personal Area Network)
| 規格 | 通信速度 | 特徴 |
|---|---|---|
| 802.15.1 | 1Mbps | Bluetooth |
| 802.15.3.a | 100Mbps | Ultra Wide Band マルチメディアデータを伝送 |
IEEE 802.11 LAN (Local Area Network)
| 規格 | 周波数帯 | 最大通信速度 | 特徴 |
|---|---|---|---|
| 802.11a | 5GHz | 54Mbps | 高速通信が可能だが範囲が狭い |
| 802.11b | 2.4GHz | 11Mbps | 初期規格でコストが低いが干渉に弱い |
| 802.11g | 2.4GHz | 54Mbps | 802.11bと互換性があり、広く普及 |
| 802.11n | 2.4GHz/5GHz | 600Mbps | OFDM,デュアルチャンネル通信技術、MIMOを採用し、高速化と安定性を実現 |
| 802.11ac | 5GHz | 6.9Gbps | 高速通信と多端末接続を実現 |
| 802.11ax（Wi-Fi 6） | 2.4GHz/5GHz | 9.6Gbps | 1024QAM変調方式、OFDMA技術を採用し、多端末環境で効率化 |
IEEE 802.16 MAN (Metropolitan Area Network)
| 規格 | 特徴 |
|---|---|
| 802.16 | 国内ではUQコミュニケーションズによってサービス提供 |
