携帯電話とは（定義）｜仕組み・歴史・種類・スマートフォンとの違い

携帯電話（ハンドフォンとも呼ばれる）は、小型の携帯型の無線電話です。手のひらに収まるサイズで、音声通話だけでなく、近年はデータ通信や多様なアプリを利用するための端末としても使われています。

仕組み（基本）

携帯電話は、有線を使わずに遠隔地と通信するために、周囲の基地局（セルサイト）と無線でやり取りを行います。端末は周辺の基地局からの電波を受信して送受信を行い、通話やデータは基地局を経由して電話網やインターネットに送られます。

セル構造：サービスエリアは多数の小さな「セル」に分割され、それぞれに基地局があります。これにより同じ周波数を複数の場所で再利用できます。
ハンドオフ（ハンドオーバー）：ユーザーが移動して現在接続中のセルから離れていくと、端末は別のセルに接続を切り替えます。これをハンドオフ（ハンドオーバー）と呼び、通話が途切れないように制御されます。
通信方式：音声や低速のデータは回線交換（回線方式）で扱われることが多かった一方、現在はデータ通信はほとんどパケット交換（IPベース）で行われます。LTEや5Gでは音声もVoLTEなどでパケット化されます。
SIM / eSIM：加入者を識別するためにSIMカードが使われます。近年は物理的なSIMの代わりにeSIMを用いる端末も増えています。

歴史（簡単な流れ）

携帯電話の歴史は数十年にわたります。代表的な流れは次の通りです。

初期（車載電話など）：最初期は車載型の電話機から始まりました。
1G（アナログ）：1970〜1980年代に商用化されたアナログ方式の第1世代。音声中心でセキュリティや通話品質に課題がありました。
2G（デジタル）：1990年代、GSMなどのデジタル方式が普及。音声の品質向上に加え、SMS（短文メッセージ）などが利用可能になりました。
3G：2000年代、データ通信速度が向上し、モバイルインターネットや動画視聴が現実的に。
4G（LTE）：2010年代に広く普及。高速データ通信によりストリーミングやクラウドサービスの利用が拡大しました。
5G：低遅延・大容量の通信が可能になり、IoTや自動運転、AR/VRなど新しい応用が進んでいます。
21世紀になっては、機能を大きく拡張したスマートフォンが普及し、従来の携帯電話の使われ方が大きく変わりました。

種類

フィーチャーフォン（従来型携帯）：通話やSMSが中心で、基本的なカメラや簡単なアプリを備えることが多い端末。物理ボタンや小型画面を持つ機種が多いです。
スマートフォン：高性能なCPU、タッチスクリーン、各種センサー、アプリストアを備え、多機能な端末。後述のとおり、フィーチャーフォンよりも多くの人が使うようになっています。
その他：耐衝撃・防水に特化したタフネス携帯、衛星通信に対応する衛星電話、キッズ向けの簡易端末など、多様なニーズに合わせた機種があります。

スマートフォンとの違い

現在は、従来のフィーチャーフォンよりも、スマートフォンを使う人が圧倒的に増えています。主な違いは次の通りです：

OSとアプリ：スマートフォンはiOSやAndroidなどの汎用OSを搭載し、アプリを自由に追加して機能を拡張できます。フィーチャーフォンは搭載OSやアプリが限られます。
ユーザーインターフェース：スマートフォンは大型のタッチスクリーンで操作し、マルチタスクやジェスチャー操作に対応。フィーチャーフォンは物理ボタン中心の場合が多いです。
通信機能：スマートフォンでは高速なデータ通信（4G/5G）を前提としたサービス利用が一般的で、動画やクラウド連携が日常的に行われます。
センサー類：GPS、加速度計、ジャイロ、指紋や顔認証など多くのセンサーを搭載し、位置情報サービスや生体認証が可能です。

利用と料金・普及

携帯電話の普及により通信料金は下がり、より多くの人が持つようになりました。国や地域によって異なりますが、月額の料金プランやプリペイド方式など多様な支払い方法があります。かつては月々30〜40米ドル程度から利用できるプランもあり、これが普及を後押ししました。

携帯電話は、人口の多い都市部を除いて、かつてのような公衆電話や電話ボックスに代わる主要な通信手段になっています。また、近年は格安SIMやMVNOと呼ばれる事業者によって多様な料金プランが提供され、さらに利用の選択肢が増えています。

安全性・マナー・法規

運転中の操作：運転中の携帯電話操作は多くの国で禁止されており、ハンズフリーや音声操作の利用が推奨されます。
電波と健康：携帯電話の電波（電磁界）についての研究は長年行われていますが、多くの国の規制値は安全マージンを含めて設定されています。正しい使い方（スピーカーモードやヘッドセットの活用など）をすることで不安を減らせます。
プライバシーとセキュリティ：端末内の個人情報や位置情報を守るため、OSやアプリの更新を行い、生体認証や強固なパスワードを設定することが重要です。

今後の動向

通信技術の進化により、携帯電話はますます多機能化・高性能化しています。主なトレンドは以下の通りです：

5Gの普及：低遅延・大容量通信により自動運転、遠隔医療、産業用途などが拡大しています。
eSIMやデュアルSIM：物理的なSIMに頼らない柔軟な契約・利用が進んでいます。
折りたたみ式・大型ディスプレイ：フォームファクタの多様化が進行中です。
AIと端末の連携：オンデバイスAIの強化により、よりスマートな補助機能が普及する見込みです。
IoTとの連携：携帯電話が中心となって家電や車、ウェアラブル機器と連携するユースケースが拡大します。

まとめると、携帯電話は単なる「持ち運べる電話」から、通信・情報・エンターテインメント・生活支援を一体化する主要なプラットフォームへと進化しています。用途や予算に応じて、フィーチャーフォンとスマートフォンのどちらを選ぶかが変わりますが、いずれにせよ通信の基盤としての役割は今後も続きます。

シーメンスAX72。

歴史

1950年代から1970年代の携帯電話は大きくて重く、ほとんどが車に組み込まれていた。20世紀後半になると技術が向上し、携帯電話を簡単に持ち運べるようになりました。

モトローラのマーティン・クーパー博士が1973年に初めて携帯電話を使って電話をかけた（重さ2キロの携帯電話を使って）が、今日のような携帯電話のネットワークを使ったわけではなかった。

1979年に日本で最初の携帯電話網が誕生しました。現在では、ほぼすべての都市部と多くの田舎の地域が携帯電話網でカバーされています。

携帯電話の中

技術情報

携帯電話は、主に電話、ラジオ、パソコンなどの技術を組み合わせたものです。また、ほとんどのものがデジタルカメラを内蔵しています。

携帯電話は双方向のラジオとして機能します。彼らは基地局から基地局に電磁マイクロ波を送信します。波はアンテナを介して送信されます。これは無線通信と呼ばれています。

初期の携帯電話はアナログネットワークを使用していました。彼らは20世紀後半には珍しくなった。現代の電話はデジタルネットワークを使用しています。

第1のデジタルネットワークは、第2世代（2G）技術としても知られています。最も使用されているデジタルネットワークはGSM（Global System for Mobile communication）である。主にヨーロッパやアジアで使用されており、北米ではCDMA（Code-Division Multiple Access）ネットワークが主に使用されています。違いは通信プロトコルにあります。日本のように他の国では2Gのプロトコルが異なります。2Gネットワークは今でも少数ですが使われています。3Gの方が一般的で、多くの場所で4Gが使われています。

携帯電話網が使用している電波は、異なる周波数に分割されています。周波数はHzで測定されます。周波数が低いほど信号を遠くに送ることができます。高い周波数はより良い接続を提供し、音声通信は一般的にクリアです。850、900、1800と1900 MHz：4つの主要な周波数は、世界中で使用されています。ヨーロッパでは900と1800MHzを使用し、北米では850と1900MHzを使用しています。

今日では、2つ、3つ、または4つの周波数で動作する携帯電話があります。最新の携帯電話は、すべての周波数に対応しています。これらは「ワールド」携帯電話と呼ばれ、どこでも使用することができます。

形状

電話機にも種類があります。フリップフォンは、フリップして開くタイプの電話機で、電話をかけるのに最適です。バーフォンは、キャンディーバーのような形をしており、キーと画面が1つの顔になっています。スレートフォンは、ボタンがほとんどなく、タッチスクリーンを使用している電話機です。ほとんどのスマートフォンはスレートです。スライダーフォンは、レールの上をスライドします。それは番号キーやミニキーボードをスライドさせることができますが、いくつかは両方を行う.スイベルは、軸の上で回転する。

携帯電話の仕組み

携帯電話の電源が入ると、その無線受信機は近くの携帯電話ネットワークの基地局を見つけ、その送信機はサービスの要求を送信する。基地局のコンピュータは、携帯電話がネットワークの使用を許可されているかどうかをチェックします。基地局は、セルと呼ばれる領域をカバーしています。電話機は異なるセル間を移動することができますが、一度に1つのセルとしか通信できません。モバイル通信がセルラー通信と呼ばれることがあるのはこのためです。

ステーションに接続されると、携帯電話は通話を行うことができます。ネットワークは、携帯電話がその特定のセルに接続されていることを知っているので、携帯電話に通話をルーティングすることもできます。地下に潜ったときなど、セルへの無線接続が失われることがあります。これは、接続が再び行われるまで、携帯電話は通話を行ったり、受信したりすることができないことを意味します。

ネットワークと支払い

ネットワークとは、電話サービスを提供している会社のことです。ほとんどの地域では、複数のモバイルネットワークが存在します。顧客は、異なるネットワークが自分の地域でどれだけうまく機能するか、または価格によってネットワークを選択します。

携帯電話の通話料の支払い方法は大きく分けて2つあります。

契約

契約で支払う場合は、毎月ネットワーク代を支払うことになるので、通話ができるようになります。通常は月々の料金で長時間話すことができますが、電話をあまり使わない場合でも同じお金を支払うことになります。

使った分だけ支払う

使った分だけ支払う場合は、一定の通話時間クレジットを支払うことになりますが、そのクレジットは電話をかけるときに使い切ってしまいます。クレジットを使い切った後は、電話を使用するためにいくつかを購入しなければなりません。電話をあまり使わない場合は、この方が安くなります。

携帯電話は、異なる技術基準を使用しています。GSM携帯電話が動作するためには、加入者識別モジュールまたはSIMカードと呼ばれる別個のマイクロチップが必要です。SIMは電話番号や支払い口座などの情報を持っており、これは通話を行ったり受信したりするために必要とされています。SIMは、電話機と同じ会社、または別の会社から提供されることがあります。時々、あなたは別のネットワークからSIMを使用してネットワークを変更することができます, しかし、いくつかの企業は、これが起こることを望んでいないと、彼らはあなたが彼らのSIMを使用しなければならないように、電話をロックします。

他の人は、電話がアクティブになった時だけ電話をかける特別な無線機を持っています。誰かが契約を購入するとき, ネットワークは彼らにコードを与える, 彼らは電話にそれを入力した場合, 電話はその後、呼び出しを行います.このタイプの携帯電話では、別のネットワークのコードに切り替えることは通常不可能です。これらのCDMA携帯電話の大部分は、米国とその周辺国で使用されています。

スマートフォン

メインページです。スマートフォン

21世紀に入ってからの新しい携帯電話の大半はスマートフォンです。これらの携帯電話は、基本的には小型のコンピュータです。通話以外にも、電子メール、インターネットの閲覧、音楽やゲームの再生など、コンピュータができる機能がたくさんあります。

ほとんどのスマートフォンは、共通のモバイルオペレーティングシステムを実行しています。これにより、開発者はコードを変更することなく、多くの異なる携帯電話で動作するモバイルアプリを作ることができます。スマートフォンの例としては、Appleの iPhone（iOSソフトウェアを使用しています）や、Google製のAndroidプラットフォームを使用している多くの携帯電話の1つであるSamsungのGalaxyシリーズなどがあります。

モバイルケース

スマートフォンに装着したり、サポートしたり、その他の方法で保持するためのケースは、人気のアクセサリーです。キーボードが内蔵されているものもあります。ケースのサイズはディスプレイのインチ（例：5インチディスプレイ）を基準にしています。種類があります。

ポーチと袖
ホルスター
貝殻
スキン
バンパー
フリップケースと財布
レザーケース
スクリーンプロテクター、ボディフィルム

21世紀になって、スマートフォンと呼ばれる新しいタイプの携帯電話が普及しています。フィーチャーフォンと呼ばれる旧式の携帯電話よりも多くの人がスマートフォンを使用しています。

ホルスターは、一般的に、ゴム化されたパッドを含む、および/またはプラスチック製で、露出した剛体の角がないデバイスのために単独で使用されています。頑丈なケースは、落下や傷から保護するように設計されています。

ぶらさがるように作られたポーチケース

コンビネーションケースとスタンド

質問と回答

Q:携帯電話とは何ですか?

A:携帯電話とは、ワイヤーを使わずに長距離通信ができる小型の携帯無線電話です。

Q:携帯電話はどのように機能するのですか?

A:携帯電話は、近くの基地局（「モバイルタワー」とも呼ばれる）と通信し、主要な電話ネットワークに接続することで機能します。移動中、携帯電話が接続されている基地局から離れすぎると、その基地局は他の基地局にメッセージを送り、新しい基地局に通話を引き継ぐよう指示します。このプロセスを "ハンドオフ "と呼びます。

Q:携帯電話の保有コストは、時代とともにどのように変化してきたのでしょうか?

A:携帯電話が普及するにつれて、コストが下がり、より多くの人が購入できるようになりました。月々30米ドルや40米ドルという低料金で月額プランが利用できるようになった。携帯電話は非常に安くなったので、人口の多い都市部を除いては、ほとんど公衆電話や電話ボックスの代わりになっています。

Q:21世紀にはどんな携帯電話が普及しているのでしょうか?

A:21世紀はスマートフォンが大人気で、フィーチャーフォンと呼ばれる古いタイプの携帯電話より多くの人が使っています。

Q:ハンドオフとは何ですか?

A:ハンドオフとは、携帯電話が現在接続しているセルから離れすぎた場合、そのセルが近くの別のセルにメッセージを送り、通話を引き継ぐことで、ユーザーが中断されることなく通話を継続できるようにすることです。

Q:スマートフォンはフィーチャーフォンとどう違うのですか?

A:スマートフォンはフィーチャーフォンよりも高機能で、インターネット接続、メール機能、デジタルカメラ、GPSナビゲーションシステムなどの機能を備えているのに対し、フィーチャーフォンは一般的に基本的な通話機能しか備えていません。