携帯電話の状態遷移の過去問を解いてみた。(H17春ソフトウェア開発技術者午後1問2)[ラズパイ電話への道]

携帯電話の通話処理についての過去問を発見。

 年初にRaspberry Pi(以下ラズパイ)で電話を作ることを今年の目標にしたものの、他のことを片づけていたこともあって、ほとんど手付かずになっています。何しろ、未だにラズパイ本体を購入していない。

 ラズパイ本体や音声通話SIMを処理する通信モジュール機器などを買い揃える前に携帯電話のシステムを把握した方がいいかなと思って、携帯電話のシステムに関する記事や文献を読んで回ってました。システムを把握した方が、間違ったパーツを買う危険性も減らせます。

 そんな中、ネットで携帯電話の状態遷移に関する過去問を見つけたので、試しに解いてみることにしました。

 この過去問は、IPAの平成17年春ソフトウェア開発技術者試験(現・応用情報技術者試験)の午後1からの出題です。組込みシステム分野の問題で、携帯電話端末の電源を入れてから、通話終了するまでの一連の機器の状態の変化について扱っています。

平成17年春ソフトウェア開発技術者午後1問2(組込みシステム)

平成17年春ソフトウェア開発技術者午後1(PDFファイル)

(ここから引用。解答を入れるための空欄など一部改変あり。)

問2 ステートチャートに関する次の記述を読んで,設問1, 2に答えよ。

 携帯電話(以下,端末という)は,電源を入れると,最寄りの基地局を探す。基地局が見つかると,その基地局に端末の識別コードを登録し(以下,位置登録という), 着信を待つ(以下,待受という)状態になる。

 基地局と端末で使用するチャネルは,位置登録したすべての端末に同報通信する報知チャネルと,通話時にその端末だけが使用する占有チャネルがある。端末は,待受 時に報知チャネルを監視し,基地局からの指示を受信する。端末は,留守番録音設定と,発信者の電話番号をキーにした着信拒否設定をすることができる。

〔端末の状態遷移〕
・基地局は報知チャネルを使用して,そこに位置登録している端末のうち,着信のあ る端末の識別コードを一定の時間間隔で送信している。端末はこのチャネルを監視し,自端末の識別コードがあれば着信ありとし,なければ待受状態を維持する。
・着信があった場合,端末は基地局に対してリンク確立要求を送信する。要求送信後, 所定時間内に基地局からリンク確立応答を受信すると,リンクが確立する。所定時 間を経過してもリンク確立応答を受信できなければ,報知チャネルで自端末の識別コードが検出できなくなるまで,端末はリンク確立要求の送信を繰り返す。
・リンクが確立すると,基地局は通話用の占有チャネルを端末に割り当て,発信者の電話番号を通知する。端末は着信音を鳴らす。
・留守番録音設定がされていると,端末は着信音を3 回鳴らした後,発信者に応答メッセージを送信し,更に15 秒間発信者の音声を録音する。
・端末にあらかじめ登録してある着信拒否リストに,発信者の電話番号が登録されて いると,着信音を3 回鳴らした後,発信者に拒否通知を送信する。
・留守番録音及び着信拒否(以下,自動応答という)が完了すると,基地局に切断要求を送信する。
・着信音を鳴らしている間に通話ボタンが押されると,通話ができるようになる。また,自動応答している間に通話ボタンが押されると,留守番録音や着信拒否通知の送信を中止し,通常の通話ができるようになる。
・リンク確立後に,端末で終話ボタンが押されるか,又は基地局から終話要求を受信すると,切断要求を送信する。
・端末は切断要求を送信後,基地局からの切断応答を受信すると,待受状態に戻る。

 いかなる場合も,端末は一定時間,基地局からの通信が不可能となった場合,再度基地局を探す。 端末のステートチャート(一部欠落あり)を図に示す。

https://www.jitec.ipa.go.jp/1_04hanni_sukiru/mondai_kaitou_2005h17_1/2005h17h_sw_pm1_qs.pdf
携帯電話のステートチャート。

設問1 図中の[a]~[e]に入れる適切な字句を,それぞれ15字以内で答えよ。
設間2 図で示したステートチャートでは,〔端末の状態遷移〕で示した状態遷移のうち, 一つが欠落しており,あるイベントでステートが遷移しない場合がある。
(1) 欠落している状態遷移の始点及び終点となるステート名(スーパステート名を含む)をそれぞれ答えよ。
(2) 欠落している状態遷移のイベント,アクション及びガード条件の組合せを, 図のステートチャートの表記にならって答えよ。

https://www.jitec.ipa.go.jp/1_04hanni_sukiru/mondai_kaitou_2005h17_1/2005h17h_sw_pm1_qs.pdf

(引用ここまで)
 解答と解説については、「2」のページに記載しています。

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