5G・LTEの通信速度の仕組みと限界｜モバイル通信が速くなる理由とボトルネック

スマートフォンやモバイル通信の速度は、 LTE（4G）から5Gへと進化することで大きく向上しました。

しかし、カタログに記載されている「数Gbps」という速度はあくまで理論値であり、 実際の通信速度は大きく異なることが多いです。

LTE（4G）の通信仕組み

LTEは、OFDMA（直交周波数分割多元接続）を採用し、 周波数帯域を細かく分割して効率的に通信を行います。

主な技術

• OFDMA（下り）
• SC-FDMA（上り）
• MIMO（複数アンテナ）
• キャリアアグリゲーション（CA）

最大速度

• 理論値：1Gbps程度
• 実効：数十Mbps〜数百Mbps

5Gの通信仕組み

5GはLTEの技術を発展させ、 より広帯域・低遅延・多数接続を実現しています。

主な技術

• 広帯域化（Sub6 / ミリ波）
• Massive MIMO
• ビームフォーミング
• 高次変調（256QAM以上）

最大速度

• 理論値：10Gbps以上
• 実効：数百Mbps〜数Gbps

通信速度を決める要素

1. 周波数帯域

帯域が広いほど高速通信が可能です。

2. MIMO

複数アンテナにより同時通信を実現。

3. 変調方式

高次変調ほど多くのデータを送信可能。

4. セル内ユーザ数

利用者が多いと帯域が分割されます。

5Gの周波数帯の違い

Sub6

• 広範囲カバー
• 速度は中程度

ミリ波

• 超高速
• 距離が短い
• 障害物に弱い

速度低下の主な原因

1. 距離

基地局から離れると減衰。

2. 障害物

建物・壁で電波が弱まる。

3. 混雑

利用者増加で帯域分割。

4. 電波干渉

他セルとの干渉。

LTEと5Gの違い

項目	LTE	5G
最大速度	約1Gbps	10Gbps以上
遅延	約30ms	1ms〜10ms
接続数	中	非常に多い

実務での限界

• 基地局密度の不足
• ミリ波のカバー範囲制限
• バックホール帯域の制約
• 端末性能の制限

よくある誤解

5Gなら常に高速

→ 環境依存が大きい。

理論値がそのまま出る

→ 実効速度は大幅に低い。

有線より速い

→ 安定性は有線が上。

まとめ

LTEと5Gは、周波数帯域、MIMO、変調方式などの技術により高速化されています。

しかし、距離、干渉、混雑などの影響により、 実効速度は理論値を大きく下回ります。

特に5Gではミリ波の特性により、 高速と引き換えにカバー範囲の制約があります。

モバイル通信の性能を正しく理解するためには、 技術だけでなく実際の利用環境を考慮することが重要です。