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LTEとは?

LTEとは、Long Term Evolutionの略称で、無線通信技術の一つです。

LTEは第3世代携帯電話のデータ通信を高度に発展させた技術で、次世代の通信規格であるIMT-Advancedに至る手前の無線通信技術であることから3.9Gとも位置付けられていたが、ITU (国際電気通信連合)が2010年12月にLTEなどを一般的に4Gと呼称することについて認めたため、欧米をはじめとした各国の通信事業者はLTEのサービス名称として4Gの用語を用いています。

LTEは、従来の通信規格よりも圧倒的に速度が速く、たくさんのデータを一度に送受信できるのが特徴です。スマホが急速に普及している現代社会に適した通信規格と言えます。

「800MHz」や「プラチナバンド」とは?

「800MHz」や「プラチナバンド」はどちらも携帯電話(スマートフォン)の電波の周波数のことを指しています。

「バンド(band)」というのは電波の周波数帯域のことで、そこに高価な貴金属の「プラチナ」という言葉を先頭に付けることで「価値の高い帯域」という意味で「プラチナバンド」ということになります。

「プラチナ(Platinum)」は「白金」を意味し、プラチナは希少な貴金属であることから”価値の高い”という意味を持たせています。

そもそも携帯電話は電波でつながるわけですが、複数の携帯電話会社で電波が混線しないように、使用できる電波の周波数帯(バンド)は携帯電話会社ごとに違ったものが割り当てられています。

携帯電話に使える周波数帯は限られているので免許制になっており、割り当てられる周波数帯は 800MHz(メガヘルツ)帯や 2.1GHz(ギガヘルツ)帯など、認可されたタイミングにもよって違います。

日本の携帯電話やスマートフォンには現在、概ね4つの周波数が使われています。

  • 700~900MHz(プラチナバンド)
  • 1.5GHz
  • 1.7GHz
  • 2GHz (2.1GHz)

プラチナバンドは700~900MHzあたりのことをさし、その中で、KDDIとNTTドコモが800MHz帯、ソフトバンクモバイルには900MHz帯が割り当てられています。

プラチナバンドは携帯電話やスマートフォンに適した周波数とされているため、価値が高い周波数、という意味でそう呼ばれています。

なぜプラチナバンドが携帯電話に適しているのかと言うと周波数によって電波の性格は大きく変わるからです。

2GHzなどの高い周波数は直進性が高く、大容量データ通信のやりとりに向いています。しかし、直進性が高いということは回り込みが苦手です。周波数の高い電波としては日光などの光をイメージしてみてください。すばやく真っ直ぐ光は届きますが、障害物があると影ができます。影は光が届かない部分です。

周波数が低いと回り込みができます。イメージは音です。音はある範囲内であればまんべんなく届きますし、壁が薄いと隣の部屋の声が聞こえるように、やや透過性もあります。

スマートフォンや携帯電話で言うと、2GHzに比べて周波数の低い700~900MHzはビルや建物を回り込んだり、ある程度は透過するため電波が入りやすいのです。また、基地局から届く電波の範囲も広いため、山岳部などでもひとつの基地局がカバーできる範囲が広く通信事業者の負担も少なくで済みます。

2GHz/1.5GHz帯域では屋内・地下・ビルの陰といった場所では電波が届きにくく、通信が途切れやすいといった点がプラチナバンドは電波が届きやすく繋がりやすいです。

周波数の帯域ごとの特性

プラチナバンドとは、700M~900MHzの周波数帯の電波は携帯電話としては最もつながりやすく、貴重な帯域です。

海外も含めると、携帯電話向けには主に400M~2.6GHzの電波が使われています。このうち、700M~900MHzの電波は他の周波数帯に比べ、「減衰が少ないため遠くまで届く」「建物の陰にも電波が届く」という携帯電話に適した特徴を備えています。

電波の特性は周波数によって決まりますが、周波数が低すぎても高すぎても携帯電話には使いにくいです。電波伝搬特性を考えると、一般的には500M~1GHzの周波数帯が携帯電話システムに使いやすいといわれています。

この周波数帯は、「電波が飛びやすい」「送受信機の部品が作りやすい」という特徴があるためです。

周波数帯は高い方が直進性が強く、ビル街や山間部ではどうしても電波が届かない陰ができてしまう傾向にあります。これに対し、低い周波数帯はビル陰や山間部にも電波が回り込むように届くため、広いエリアをカバーしやすいという特徴を持ちます。

オーディオ機器のスピーカーでは高い音を出すスピーカーは指向性がハッキリしているため、設置する向きが重要になるのに対し、低音を出すウーファーは音が回り込むため、あまり設置する向きを考えなくても構わないという事例に当てはめるとイメージしやすいでしょう。

ただし、周波数帯が低ければ、低いほどいいということではなく、通信速度などの兼ね合いなどを考えると、700~900MHz帯付近が携帯電話サービスには適しているとされています。

KDDIの800MHzとは?

同じプラチナバンドでも、周波数帯によって通信のつながりやすさが違います。

モバイル通信の電波は周波数が低い方が、遠くまで届きやすいという特性があります。そのため、ソフトバンクの900MHzよりも低いKDDIの800MHzの周波数帯のほうが、少ない基地局で広いエリアをカバーできます。

KDDIはプラチナバンドでも、ソフトバンクが使用できない800MHz帯を提供している強みがあります。

au 4G LTEとは?

au 4G LTE(エーユー フォージー エルティーイー)は、auブランドを展開するKDDI、および沖縄セルラー電話のLTE(FDD-LTE)を使用した携帯電話・タブレット・データ通信端末向け通信サービスのブランド名称です。

auスマートフォンやiPhone、タブレットなどに提供される高速データ通信サービスを指します。

「G」は「Generation(世代)」のことで、4Gとは第4世代ということになります。これまでは3Gでしたが、4Gとはその3Gの後継として出てきたものです。

2012年9月21日、iPhone 5の発売と同時にサービスが開始され、フィーチャーフォンなどを除き、auの最新のスマートフォンやタブレットはほぼ全機種がau 4G LTEに対応しています。

通信速度は当初受信時最大75Mbpsで提供されましたが、2013年には利用する周波数帯域を拡大し、受信時最大150Mbpsに高速化しました。

その後、キャリアアグリゲーションにより、さらなる高速化を実現しました。

au 4G LTEを利用した音声通話システム「au VoLTE」が2014年12月からサービスが開始され、従来よりも高音質で通話できるようになっています。

キャリアアグリゲーションとは

キャリアアグリゲーションは、複数の周波数帯を同時に使用することで、通信速度の向上や、安定した高速通信を実現する技術です。受信時は最大4周波数のキャリアアグリゲーションを実現しています。

au 4G LTEのメリットは?

auは4G LTE 800MHzプラチナバンドで人口カバー率99%超のサービスエリアを提供しています。世界遺産の軍艦島や屋久島、また温泉百選にも選ばれる秘湯地獄谷温泉など様々な場所で快適にご利用いただけます。

auの4GLTE回線の最大のメリットはエリアが非常に広い事で、屋内の奥まった場所でネットを使いたい時などで快適にインターネットを楽しむことができます。

auの4G LTEはほかのLTEと何が違うのかというと800MHz帯の電波をメインに運用している点にあります。この電波帯域「プラチナバンド」は携帯電話を含めたモバイル通信サービスで使われる1.7~2.5GHz帯の電波と比較して電波の衰え(減衰)が少ないです。

1つの基地局でより広い範囲をエリアにするときや建物の奥に電波を届かせたいときに有利です。そのため、1.7GHz帯、あるいは、2.1GHz帯をLTEのメイン帯域にしているほかのキャリアと比較すると、auの4G LTEはより広い範囲でLTEによる通信を利用できます。

一方、広い範囲をカバーするということは、その分多くのユーザーが1つの基地局に集まりやすいことにもなります。より多くのユーザーが同時通信できる4G LTEとはいえ、多くユーザーが集まると通信速度が落ち込むことは避けられません。

そこで、KDDIでは、プラチナバンド(800MHz帯)対応LTEと重ねるようにして1.5GHz帯、または、2.1GHz帯でもLTEエリアを構築したり、狭い範囲を細かくカバーする「ピコセル」基地局を採用したり、最近では地下鉄を始めとするトンネル内でのエリア化も進めたりすることで、つながりの穴が生じないように工夫しています。

ピコセルとは

ピコセルとは、携帯電話など無線通信の小型基地局のこと。ピコとはSI接頭辞で、ミリ、マイクロ、ナノの下にあたり、ピコのさらに下にはフェムトがある。

セルとは基地局がカバーする範囲全体のことを指している。ピコセルでは半径数メートルから数十メートルまでをカバーし、おもに屋内で使用される。地下、高層ビルなど無線通信がつながらない場所でも、ピコセルを設置することでつながるようになる。

ピコセルのほかに、カバーできる範囲や装置の大きさに応じてマイクロセルや、フェムトセルがある。フェムトセルはピコセルよりも導入コストが低く、卓上に置ける手軽な基地局となっている。

auの4GLTE回線は山間部以外では殆ど繋がります。

LTEと3Gの違い

LTEは、これまでの第三世代携帯電話(3G)規格を長い期間に渡って着実に進歩させて、より快適な通信を実現しようという通信規格です。

3Gと比較すると、以下の特徴があります。

  • より多くのユーザーが同時に通信できること
  • より高速に通信できること
  • 接続の遅れが軽減できること