用語辞典・SIM・モバイル通信

4G

4Gとは

4Gは、第4世代の移動通信システムの総称で、LTEやLTE-Advancedなどが含まれます。英語ではFourth Generation(フォース・ジェネレーション)、日本語では第4世代移動通信システムといいます。

世代名は一つの無線アルゴリズムだけを指しません。無線アクセス、コアネットワーク、端末、周波数、IPサービス、ローミング、運用を含む時代のシステム群をまとめる言葉です。

LTEは4Gで広く使われる具体的な3GPP規格です。4Gは上位の世代概念なので、LTEと4Gは日常会話では近くても、技術的な範囲は同一ではありません。

世代という大きな傘の中に、無線・コア・サービスと複数段階のLTE発展を収めるmarketing表示、規格リリース、国際的な性能基準を同じものとして扱わない
広域対象範囲と都市部容量を覆う大きな傘の下に、初期のLTE無線、複数通信事業者を束ねる発展型無線、パケットコア、インターネット・動画・ゲーム・移動利用、国際的な適合基準を棚状に配置したピクトグラム図解
図1一つの端末・地域でも、対応帯域、ネットワーク整備、契約、混雑により利用できる4G機能は異なります。

4Gを構成する六つの観点

RadioLTE系の無線アクセス

E-UTRAが時間・周波数リソースを割り当て、MIMOや通信事業者集約へ発展します。

Coreパケット中心のEPC

加入者認証、mobility、Bearer、ゲートウェイ、方針をIPサービスへ結び付けます。

Serviceすべて-IP上のデータ・音声

Webや動画に加え、IMSを使うVoLTE・SMS・緊急通報を統合します。

Spectrum複数帯域とduplex方式

低い帯域で対象範囲、高い帯域や複数通信事業者で容量を補い、FDD/TDDを使い分けます。

Device対応組み合わせが上限を作る

帯域、分類、MIMO、変調、通信事業者集約、VoLTEプロファイルの共通対応が必要です。

Interwork3G・5Gと併用して移行する

対象範囲外や初期5G NSAで別世代と連携し、ネットワーク更新を段階的に進めます。

LTEとLTE-Advancedの呼ばれ方には歴史がある

初期LTEは3Gから大きく進化し、市場では早くから4Gとして提供されました。一方、ITUのIMT-Advanced(アイエムティー・アドバンスト)要件を完全に満たす3GPP提案はRelease 10のLTE-Advancedです。

このため「LTEは厳密には3.9G」という古い説明を見かけますが、現在の利用者向け表記と規格発展を説明するには、初期LTEを含む4G系列として扱い、LTE-Advancedが国際的なadvanced要件へ対応した経緯を補う方が正確です。

4Gの性能は一つの最大速度では決まらない

通信事業者集約で複数構成要素通信事業者を束ね、MIMOで複数空間ストリームを使い、高い変調を選べれば理論比率は上がります。しかし利用可能な組み合わせは端末・基地局・帯域・信号品質で変わります。

無線容量を利用者と共有し、バックホール、コア、インターネット、接続先サーバーも通るため、表示上4Gでも実効値は場所と時刻で変動します。遅延、パケット損失、上り回線も別に測ります。

4Gアイコンは接続中の全構成を保証しない

状態barの「4G」「LTE」「LTE+」は、端末メーカーと事業者が無線状態から付ける利用者向け表示です。LTE+が通信事業者集約中を示す場合もありますが、表示条件は統一されていません。

通話開始時に表示が別世代へ変わるならVoLTE未登録や端末プロファイル不一致が考えられます。5G表示中でもNSAではLTEアンカーとEPCを利用するため、背後で4Gが重要な役割を持ちます。

終了するのは世代サービスで、SIMの形だけでは決まらない

3G終了と同様に、将来の4G運用も周波数再編、端末普及、緊急通報・IoT、ローミングを考慮して段階的に決められます。古い端末が4Gデータへ対応していてもVoLTE非対応なら音声へ影響する場合があります。

4G対応を確認するときは、LTE無線だけでなく、利用地域の帯域、VoLTE、SIMプロファイル、通信事業者集約組み合わせ、ローミング、サービス終了計画を確認します。

LTEからLTE-Advancedへ進み、Release 10が4G benchmarkへ対応した経緯の確認資料:3GPP「The Mobile Broadband Standard」

関連用語