携帯電話の通信規格と周波数帯の基礎知識

スマートフォンの通信規格と周波数帯

次世代通信規格 5G では電波が弱まった際に 4G への切り替えがうまく行かず、デバイスが 5G の電波を探し続けて通信が停止状態になる パケ止まり が問題になっているが、通信品質の問題によって発生する 4G の パケ詰まり と異なり、5G の パケ止まり は 5G の特性と基地局の不足が原因で発生する。

通信規格

モバイルネットワークで使用される 3G・4G・5G などは通信規格の世代 ( Generation ) を表している。

通信規格の世代とドコモのサービス名

2G – GSM ( Global System for Mobile communications ) : mova
3G – 第 3 世代移動通信システム : FOMA
3.5G – HSPA ( High Speed Packet Access ) : FOMA ハイスピード
3.9G – LTE ( Long Term Evolution ) : Xi
4G – LTE-Advance : プレミアム4G
5G – 第 5 世代移動通信システム : 5G

4G は国内で 3.9G の LTE を 4G と呼称する風潮が定着したため 4G と 3.9G の LTEが 4G として混在している。

世代	通信規格
3G・3.5G	W-CDMA / UMIT / HSPA
3.9G・4G	LTE・LTE-Advance
5G	5G

国内の 2G は停波もしくはサービスが終了しており使用されていない。

LTE FDD ( Frequency Division Duplex )
通信の際に上りと下りで違った周波数を使用する通信規格。
LTE TDD ( Time Division Duplex )
上りと下りを同じ周波数を切り替えて使う通信規格。

周波数帯（Band）

モバイルネットワークの電波は 周波数帯 ( 周波数の範囲 )によって分類され、周波数帯は バンド ( Band ) で表される。

キャリアが使用している周波数帯は総務省で割り当てられており、デバイスがキャッチ可能な周波数帯とキャリアが使用している周波数帯が一致しないとデバイスはモバイルネットワークで通信できない。

ドコモの周波数帯とバンド

通信規格	周波数帯	バンド
LTE	700 MHz 帯	28
W-CDMA / LTE	800 MHz 帯	19
LTE	1.5 GHz 帯	21
LTE	1.7 GHz 帯	3
LTE	2.1 GHz 帯	1
LTE	3.5 GHz 帯	42
5 G	3.7 GHz 帯	n77
5 G	4.5 GHz 帯	n79
5 G	28 GHz 帯	n257

au の周波数帯とバンド

通信規格	周波数帯	バンド
LTE	700 MHz 帯	28
CDMA2000 / LTE	800 MHz 帯	18 / 26
LTE	1.5 GHz 帯	11
CDMA2000 / LTE	2.1 GHz 帯	1
LTE	3.5 GHz 帯	42
5 G	3.7 GHz 帯	n77
5 G	28 GHz 帯	n257

ソフトバンクの周波数帯とバンド

通信規格	周波数帯	バンド
LTE	700 MHz 帯	28
W-CDMA / LTE	900 MHz 帯	8
LTE	1.5 GHz 帯	11
LTE	2.1 GHz 帯	1
LTE	3.5 GHz 帯	42
5 G	3.7 GHz 帯	n77
5 G	28 GHz 帯	n257

バンドの表記は単に数字のみの場合と B1 / B19 のように数字の前に B を付けることもある。

周波数帯と電波

周波数帯は値が大きいほど送受信できるデータ量が増加して高速通信が可能になるが電波の直進性も高くなる。

プラチナバンド

国内では 800 MHz帯 / 900 MHz 帯が プラチナバンドと呼ばれ、3G / LTE で使用される高速通信が可能な 2.1 GHz 帯は電波の直進性が高く、高層ビルなどの近くや屋内では電波が届きにくいため、通信速度が遅く電波が回り込みやすい 800 MHz帯 / 900 MHz 帯で 電波の繋がりやすさ をカバーしている。

キャリアのサイトでは利用可能な周波数帯を確認できるが 2.1 GHz 帯をカバーしていても電波の状況によってはプラチナバンドに切り替わる。

屋外にいると B1 ( 2.1 GHz 帯 ) をキャッチする。

屋内に入ると B1 の電波が建物に遮られるためプラチナバンドの B8 に切り替わる。

5G

モバイルネットワークで使用されてきた周波数帯は 3 GHz 以下の 極超短波 ( UHF ) だが、第 5 世代移動通信システム 5G で使用するのは 3.7 GHz 帯や 28 GHz 帯など 3GHz を超える マイクロ波 になる。

3GHz を超えるマイクロ波は大きなデータの送受信が可能な反面電波の直進性も高いため、移動しながら 5G を継続して利用するためには多くの基地局が必要で、電波が届かない場合は 4G へ切り替えて通信を維持するのだが、5G の電波を放さず 4G への切り替えができないと パケ止まりが発生する。

グローバルモデルのデバイス

海外の携帯電話販売サイトではデバイスのスペック表でサポートしているバンドを確認できる。

CDMA 2G や GSM 2G は第 2 世代の通信規格なので日本国内では利用できず、GSM 3G / 3.5G ・ 4G LTE・ 5G でサポートしているバンドに契約キャリアが使用しているバンドがないと電波を受信できない。

GSM 3G / 3.5G の 850 MHz 帯 は海外で利用されているプラチナバンド B5 で、国内で使用されている 800 MHz 帯の B19 / B18 / B26 とは別物。

音声通話

従来の電話 ( 音声通話 ) で使用されているのは 回線交換式 と呼ばれる 3G の規格で、ドコモ・ソフトバンクは W-CDMA 、 auは CDMA2000 を使用していたが、音声をパケットに変換して通信する技術 VoIP ( Voice over Internet Protocol ) によって現在は VoLTE ( ボルテ ) が普及している。

W-CDMA
IMT-DS 方式を採用している日本の規格、欧州の UMTS もIMT-DS 方式を採用している。
CDMA2000
IMT-2000 に準拠した規格で CDMA2000 を高速化したものが EV-DO Rev.A 。
VoLTE
VoIP によって音声をパケットに変換して高音質な通話が可能。

VoLTE はパケット通信だがキャリア各社は 音声通話 と見なしており、VoLTE で通話してもパケットは消費せず各プランの通話料が加算される。

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