LTEとは？3G・4G・5Gとの違いを比較しながら詳しく解説！

「LTEとは何か？」「4Gや5Gとの違いは？」「通信が遅いのはなぜ？」—— スマートフォンやIoT機器を使う中で、一度は疑問に思ったことがあるのではないでしょうか。

LTEは、私たちの生活に欠かせない通信技術ですが、その仕組みやメリット・デメリット、今後の展望について正しく理解している人は少ないかもしれません。

本記事では、LTEの基本から最新技術、今後の可能性までをわかりやすく解説。

通信速度の向上方法やバッテリー節約のコツなど、すぐに役立つ情報も紹介します。

これを読めば、LTEをより賢く活用できるようになります！

外資系エンジニア

この記事は以下のような人におすすめ！

LTEとは何か知りたい人

3G・4G・5Gとの違いが知りたい人

5Gが普及してもLTEは使われ続けるのか知りたい人

1 LTEの基礎知識
2 他の通信規格との比較
3 LTEの技術要素
4 LTEの活用と応用
5 LTEのメリットとデメリット
- 5.1 5-1. LTEの利点：高速通信と低遅延
- 5.2 5-2. LTEの課題：カバレッジと消費電力
6 LTEの将来展望

LTEの基礎知識

LTE（Long Term Evolution）は、モバイル通信技術の一つであり、現在のスマートフォンやタブレットで広く利用されています。

本記事では、LTEの基本をわかりやすく解説し、LTEの歴史や技術的特徴について詳しく説明します。

1-1. LTEとは何か

LTE（Long Term Evolution）とは、携帯電話の通信技術の一つであり、高速なデータ通信を実現するために開発された4G（第4世代移動通信システム）の規格です。

LTEは、従来の3G通信と比べて大幅な通信速度の向上を実現し、インターネットの閲覧や動画のストリーミング、オンラインゲームなどの快適な利用を可能にしました。

1-1-1. LTEの基本概念

LTEは、無線通信技術の進化の中で生まれた技術であり、以下の特徴を持ちます。

高速通信：下り最大1Gbps（LTE-Advancedの場合）という高速なデータ通信を提供。
低遅延：3Gよりもデータの送受信遅延を大幅に削減。
周波数の柔軟性：多様な周波数帯を利用可能。
IPベースの通信：音声通話もIP化され、VoLTE（Voice over LTE）を実現。

比較項目	3G	LTE
最大通信速度	数Mbps	数百Mbps～1Gbps
遅延	数百ms	数十ms以下
音声通話	回線交換方式	IPベース（VoLTE）
周波数利用	固定的	柔軟な周波数対応

1-2. LTEの歴史と開発背景

LTEの登場は、モバイルインターネットの急速な普及とデータ通信量の増加に対応するための技術革新の一環でした。

以下のような背景があります。

1-2-1. 3GからLTEへの進化

2000年代初頭、3G（W-CDMAやCDMA2000）が普及し始めましたが、スマートフォンの普及とともにデータ通信量が急増し、3Gでは速度や遅延が問題になりました。

そのため、より高速な通信技術としてLTEが開発されました。

1-2-2. LTEの標準化と展開

LTEは、3GPP（Third Generation Partnership Project）という国際的な標準化団体によって開発され、2008年に初めて仕様が公開されました。

その後、2010年ごろから世界各国で商用サービスが開始され、現在では多くの国で主流のモバイル通信技術として利用されています。

年代	LTEの進化
2004年	LTEの研究開発がスタート
2008年	3GPPによるLTE標準仕様の策定
2010年	日本やアメリカでLTE商用サービス開始
2013年	LTE-Advancedの導入
2020年	5Gの商用展開開始（LTEとの共存）

1-3. LTEの技術的特徴

LTEは、従来の通信技術と比べて大きく進化しており、いくつかの重要な技術的特徴を持っています。

1-3-1. OFDM（直交周波数分割多重）

LTEでは、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）という変調方式を採用しています。

これにより、電波の干渉を抑えつつ、複数の周波数帯を効率的に利用できます。

OFDMのメリット

耐干渉性が高い：電波の影響を受けにくい。
高速通信が可能：複数の周波数を同時に利用することでデータ転送速度を向上。
電波資源を有効活用：周波数の無駄を削減。

1-3-2. MIMO（Multiple Input Multiple Output）

MIMO技術を活用することで、複数のアンテナを使ってデータの送受信を同時に行い、通信速度を向上させることができます。

MIMOの種類

2×2 MIMO：2本のアンテナで送信し、2本のアンテナで受信。
4×4 MIMO：4本のアンテナを使い、より高速な通信を実現。

1-3-3. キャリアアグリゲーション（CA）

LTE-Advancedでは、キャリアアグリゲーション（CA）という技術を採用し、異なる周波数帯の電波を束ねて、より高速な通信を可能にしています。

技術	説明	メリット
OFDM	複数の周波数を同時に利用	干渉を抑えて高速化
MIMO	複数のアンテナで通信	受信感度向上、通信速度向上
キャリアアグリゲーション	異なる周波数帯を束ねる	さらに高速な通信が可能

他の通信規格との比較

LTE（Long Term Evolution）は、高速なモバイル通信を可能にする技術ですが、他の通信規格とどのように違うのでしょうか？

ここでは、LTEと3G、4G・5G、Wi-Fiとの違いをわかりやすく解説します。

2-1. LTEと3Gの違い

LTEと3G（第3世代移動通信システム）は、どちらもモバイル通信技術ですが、通信速度や遅延、音声通話の仕組みが異なります。

2-1-1. 通信速度と遅延の違い

LTEは、3Gと比べて大幅に高速な通信を実現しています。

比較項目	3G	LTE
最大通信速度	下り数Mbps	下り最大1Gbps（LTE-Advanced）
遅延（レイテンシ）	数百ミリ秒	10ミリ秒以下
音声通話	回線交換方式	VoLTE（IPベース）

LTEは、3Gよりも高速かつ低遅延で、動画視聴やオンラインゲームに適しています。

2-1-2. 音声通話の仕組みの違い

3Gでは「回線交換方式」が使われており、通話用に専用の回線を確保します。

一方、LTEでは「VoLTE（Voice over LTE）」と呼ばれるIPベースの音声通話を採用しており、クリアな音質で通話が可能です。

2-2. LTEと4G、5Gの違い

LTEは4Gに含まれる技術ですが、厳密には「3.9G」と呼ばれることもあります。5G（第5世代移動通信システム）と比べると、通信速度や遅延の面で大きな違いがあります。

2-2-1. LTEと4Gの違い

LTEは4Gの一部ですが、LTE単体では4Gの正式な要件（IMT-Advancedの基準）を満たしていません。

そのため、「LTE-Advanced」が登場し、正式に4Gと認められるようになりました。

比較項目	LTE	LTE-Advanced（4G）
最大通信速度	下り100Mbps～300Mbps	下り1Gbps以上
キャリアアグリゲーション	なし	あり（複数の周波数帯を束ねる）

2-2-2. LTEと5Gの違い

5Gは、LTEよりもさらに進化した通信規格で、以下のような違いがあります。

比較項目	LTE	5G
最大通信速度	下り1Gbps	下り10Gbps以上
遅延	約10ms	1ms以下
同時接続数	数千台	100万台/km²

5Gは、LTEと比べて超高速・超低遅延・多数同時接続を実現し、IoTや自動運転にも適しています。

2-3. LTEとWi-Fiの違い

LTEとWi-Fiは、どちらもインターネット通信を行う技術ですが、仕組みや利用シーンが異なります。

2-3-1. 通信の仕組みの違い

LTEは携帯キャリアの基地局を経由して通信を行いますが、Wi-Fiは自宅やオフィスのルーターを通じて通信します。

比較項目	LTE	Wi-Fi
通信範囲	広範囲（全国の基地局）	限定的（ルーターの範囲内）
利用コスト	モバイルデータ通信量が発生	基本的に無料
通信速度	数百Mbps～1Gbps	1Gbps以上（Wi-Fi 6）

2-3-2. LTEとWi-Fiの使い分け

LTEは、外出先や移動中の通信に適している。
Wi-Fiは、自宅やオフィスでの高速通信に適している。

LTEの技術要素

LTE（Long Term Evolution）は、高速で安定したモバイル通信を実現するために、いくつかの革新的な技術を採用しています。

本記事では、LTEの通信技術を支えるOFDM（直交周波数分割多重方式）、MIMO（マルチアンテナ技術）、キャリアアグリゲーション（CA）の仕組みを詳しく解説します。

3-1. OFDM（直交周波数分割多重方式）とは

3-1-1. OFDMの基本概念

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式）とは、データを複数のサブキャリア（小さな周波数帯）に分割して同時に送信する技術です。

これにより、LTEは高速かつ安定した通信を実現しています。

3-1-2. OFDMの仕組みとメリット

OFDMは、以下のような仕組みでデータを効率的に送信します。

データの分割：送信するデータを小さなデータ群に分ける。
複数のサブキャリアに割り当て：小さなデータ群を異なる周波数のサブキャリアで並列に送信。
受信側で統合：送信されたデータを元のデータに復元。

OFDMのメリット

高速通信が可能：複数のサブキャリアを同時に利用することで、通信速度が向上。
干渉に強い：サブキャリア同士を直交（重ならない）させることで、ノイズや干渉の影響を低減。
周波数利用の効率化：限られた周波数帯域を最大限活用。

3-1-3. OFDMを採用した理由

LTEが従来の通信方式（CDMAやTDMA）ではなくOFDMを採用したのは、より高速で安定した通信を実現するためです。

特に、動画ストリーミングやオンラインゲームなど、大容量データのやり取りが求められる現在の通信環境に適しています。

技術	特徴	LTEへの適用
CDMA（3G）	1つの広い帯域を利用	帯域の利用効率が低い
OFDM（LTE）	多数の小さな周波数を並列利用	高速・低干渉・効率的

3-2. MIMO（マイモ）技術の概要

3-2-1. MIMOとは？

MIMO（Multiple Input Multiple Output）とは、複数のアンテナを使ってデータを同時に送受信する技術です。

LTEでは、基地局側とスマートフォン側の両方に複数のアンテナを配置し、通信速度と安定性を向上させています。

3-2-2. MIMOの仕組み

MIMOの基本的な仕組みは以下の通りです。

送信側（基地局）が複数のアンテナを使って異なるデータを同時に送信。
受信側（スマートフォン）が複数のアンテナでデータを受信し、統合。
データの復元により、高速かつ安定した通信を実現。

3-2-3. MIMOの種類とメリット

MIMOには、以下の種類があります。

MIMOの種類	特徴	LTEでの利用
2×2 MIMO	2本のアンテナで送信、2本で受信	LTEの標準構成
4×4 MIMO	4本のアンテナで送信、4本で受信	LTE-Advancedで採用

MIMOのメリット

通信速度の向上：複数のデータストリームを同時に送信することで、通信速度が向上。
通信の安定化：電波の反射や障害物による影響を軽減し、つながりやすさを向上。
効率的な周波数利用：限られた帯域幅を有効活用できる。

MIMO技術により、LTEは3Gよりも圧倒的に高速なデータ通信を実現しています。

3-3. キャリアアグリゲーション（CA）の仕組み

3-3-1. 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（Carrier Aggregation, CA）とは、複数の周波数帯を束ねて通信速度を向上させる技術です。

LTE-Advanced（4G）では、この技術が導入され、より高速なモバイル通信が可能になりました。

3-3-2. キャリアアグリゲーションの仕組み

キャリアアグリゲーションの基本的な動作は以下の通りです。

異なる周波数帯を同時に使用：2つ以上の周波数帯を束ねて、一度に大量のデータを送受信。
通信速度の向上：1つの帯域では得られない速度を実現。
回線の安定化：異なる周波数を利用するため、混雑時でもスムーズに通信可能。

3-3-3. CAのメリットと実用例

項目	キャリアアグリゲーションなし（従来のLTE）	キャリアアグリゲーションあり（LTE-Advanced）
最大通信速度	約150Mbps	300Mbps～1Gbps
安定性	混雑時に低速化	混雑の影響を受けにくい
周波数帯域	1つの帯域を使用	複数の帯域を束ねる

キャリアアグリゲーションのメリット

通信速度の向上：帯域を束ねることで、単体のLTEよりも高速な通信が可能。
安定した通信：異なる帯域を利用するため、電波状況が悪い場所でも通信が途切れにくい。
効率的な電波利用：通信キャリアが持つ周波数をフル活用できる。

キャリアアグリゲーションにより、LTEは3Gや従来の4Gと比べて、より安定した超高速通信を実現しています。

LTEの活用と応用

「LTEとは」、高速なモバイル通信を実現する技術ですが、スマートフォンやIoTデバイス、音声通話技術（VoLTE）など、さまざまな分野で活用されています。

本記事では、LTEの具体的な利用例を解説します。

4-1. スマートフォンにおけるLTEの利用

4-1-1. スマートフォン通信の進化とLTEの役割

スマートフォンは、3GからLTEに進化することで、インターネットの利便性が大幅に向上しました。

特に以下の点で、LTEはスマートフォン利用者にとって不可欠な技術です。

項目	3G	LTE
最大通信速度	数Mbps	1Gbps以上（LTE-Advanced）
動画視聴	低画質・長い読み込み時間	高画質・スムーズな再生
ゲーム	ラグが発生しやすい	低遅延で快適にプレイ可能

4-1-2. スマートフォンでの主なLTE活用シーン

動画ストリーミング（YouTube、Netflixなど）
LTEの高速通信により、フルHDや4K動画の視聴がスムーズに行える。
オンラインゲーム
低遅延のLTE通信により、リアルタイムのオンライン対戦も快適に。
SNSやクラウドサービスの活用
高速なアップロード・ダウンロードが可能になり、写真や動画をすぐに共有できる。

4-2. IoTデバイスとLTEの関係

4-2-1. IoTとは？

IoT（Internet of Things）とは、家電やセンサー、産業機器などがインターネットに接続され、データをやり取りする技術です。

LTEは、IoTデバイスの通信手段としても重要な役割を果たしています。

4-2-2. IoT向けのLTE技術

IoTデバイスは、通常のLTEよりも低消費電力・広範囲通信が求められるため、以下のようなLTE技術が活用されています。

技術	特徴	主な用途
LTE-M（LTE Cat-M1）	低消費電力・低コスト	ウェアラブル、スマートメーター
NB-IoT（Narrowband IoT）	長距離通信・高い耐久性	産業用センサー、農業モニタリング

4-2-3. LTEを活用したIoTの実例

スマートホーム（例：スマートスピーカー、スマートロック）
- LTE通信により、遠隔操作が可能。
ヘルスケア機器（例：ウェアラブルデバイス、心拍センサー）
- LTEでリアルタイムの健康データを送信。
産業IoT（スマートファクトリー）
- LTE対応センサーが工場のデータを収集し、効率的な運営を実現。

4-3. VoLTE（Voice over LTE）とは

4-3-1. VoLTEの基本概念

VoLTE（Voice over LTE）とは、LTE回線を利用した高音質な音声通話技術です。

従来の3Gや2Gの通話方式と異なり、VoLTEはIPベースで音声をデータ化して送信します。

比較項目	3G音声通話	VoLTE
通信方式	回線交換	パケット交換（IPベース）
音質	標準音質	高音質（HD Voice）
通話の接続速度	5～10秒	約1秒

4-3-2. VoLTEのメリット

高音質通話（HD Voice）
- 従来の3G通話よりもクリアな音質を実現。
高速な通話接続
- 3Gと比べて、着信・発信時の接続時間が短縮。
データ通信と同時に通話可能
- 通話中でもLTEの高速データ通信が利用可能。

4-3-3. VoLTEの活用シーン

ビジネス通話
- 高音質でクリアな通話が可能。
オンライン会議・音声通話アプリ
- 通話しながらインターネット検索や資料閲覧がスムーズに。

LTEのメリットとデメリット

「LTEとは」、高速かつ安定したモバイル通信を実現する技術であり、現在のスマートフォンやIoTデバイスに広く利用されています。

しかし、どの技術にもメリットとデメリットが存在します。

本記事では、LTEの利点と課題について詳しく解説します。

5-1. LTEの利点：高速通信と低遅延

5-1-1. LTEの高速通信の仕組み

LTEは、従来の3Gと比べて圧倒的な高速通信を実現しています。その理由は、以下の技術が採用されているためです。

OFDM（直交周波数分割多重方式）
- 電波の干渉を抑えつつ、複数の周波数帯を同時に利用できる。
MIMO（Multiple Input Multiple Output）
- 複数のアンテナを使用することで、データの送受信速度を向上。
キャリアアグリゲーション（CA）
- 異なる周波数帯を束ねて、さらなる通信速度の向上を実現。

これらの技術により、LTEは以下のような通信速度を実現しています。

通信方式	最大通信速度（下り）	最大通信速度（上り）
3G（HSPA）	約14Mbps	約5.7Mbps
LTE	約150Mbps	約50Mbps
LTE-Advanced	1Gbps以上	100Mbps以上

このように、「LTEとは」、従来の通信技術と比べて飛躍的に通信速度が向上した技術です。

5-1-2. LTEの低遅延の特徴

通信の「遅延（レイテンシ）」とは、データを送信してから受信するまでの時間のことです。

LTEは、3Gよりも遅延を大幅に削減し、リアルタイム性の高い通信を可能にしています。

通信方式	平均遅延時間
3G	100～500ms
LTE	10～50ms
5G	1ms以下

LTEの低遅延が活かされるシーン

オンラインゲーム：リアルタイムでの対戦が可能。
ビデオ会議：音声や映像の遅延が少なく、快適な通話ができる。
IoTデバイス：スマート家電や自動車の制御がスムーズに。

5-2. LTEの課題：カバレッジと消費電力

5-2-1. LTEのカバレッジ（通信エリア）の課題

LTEは高速通信が可能ですが、基地局の設置が必要なため、カバーできるエリアには限界があります。

特に、山間部や地下、建物の奥まった場所では電波が届きにくいという課題があります。

通信エリア	LTEの電波の届きやすさ
都市部	◎（基地局が多いため安定）
地下・建物内	△（障害物が多いため不安定）
山間部・地方	×（基地局が少ないため圏外になりやすい）

この問題を解決するために、通信キャリアは以下のような対策を行っています。

小型基地局の設置：地下鉄や高層ビル内に小型基地局を設置して電波を補強。
周波数の工夫：700MHzなどの低周波数帯を活用し、障害物を回り込む電波を利用。

5-2-2. LTEの消費電力の問題

LTE通信は、3Gと比べてデータ処理量が多く、スマートフォンのバッテリー消費が速いというデメリットがあります。

特に、動画視聴やオンラインゲームなど、大容量データを扱う場合は、バッテリーの消耗が激しくなります。

通信方式	バッテリー消費
3G	少ない
LTE	多い
Wi-Fi	比較的少ない

LTEのバッテリー消費を抑える方法

Wi-Fiの活用：屋内ではWi-Fiに切り替えて、LTEの使用を抑える。
低電力モードの利用：スマートフォンの省電力モードを活用する。
バッテリー容量の大きい端末を選ぶ：最近のスマートフォンは大容量バッテリーを搭載しており、LTE使用時の電力消費を補える。

LTEの将来展望

「LTEとは」、高速で安定したモバイル通信を実現する技術であり、現在のスマートフォン通信の基盤となっています。

しかし、5Gの普及が進む中で、LTEはどのような役割を果たし、今後どのように進化していくのでしょうか？本記事では、LTEの将来展望について詳しく解説します。

6-1. 5G時代におけるLTEの位置づけ

6-1-1. LTEと5Gの共存

5Gの商用化が進んでいますが、すべてのエリアで5Gが利用できるわけではありません。

そのため、LTEは5Gの補完技術として、今後も重要な役割を果たします。

項目	LTE	5G
最大通信速度	約1Gbps	10Gbps以上
遅延	10ms	1ms以下
カバー範囲	広範囲（全国）	都市部中心
主要用途	スマートフォン、IoT	自動運転、産業IoT

現在、5Gのカバレッジは都市部を中心に拡大しているものの、地方や山間部では5Gの基地局が整備されるまで時間がかかると予想されます。

そのため、LTEは5Gのエリアギャップを埋める技術として活用され続けます。

6-1-2. 5Gとの連携（NSAとSA）

現在の5Gは「NSA（Non-Standalone）」と呼ばれ、LTEのネットワークを併用して運用されています。

一方、将来的には「SA（Standalone）」へ移行し、5G単独で動作するようになります。

方式	特徴	LTEとの関係
NSA（非スタンドアロン）	LTEのネットワークを活用	LTEが必要
SA（スタンドアロン）	5G単独で動作	LTE不要

現在の5G環境では、NSA方式が主流のため、「LTEとは」5Gネットワークを支える基盤技術として引き続き重要な役割を果たします。

6-2. LTE-AdvancedやLTE-Advanced Proの進化

6-2-1. LTE-Advancedとは？

LTE-Advancedは、LTEの進化形であり、より高速かつ安定した通信を可能にする技術です。

特にキャリアアグリゲーション（CA）、MIMO、高次変調技術が強化されています。

項目	LTE	LTE-Advanced
最大通信速度	約150Mbps	1Gbps以上
キャリアアグリゲーション	なし	あり
MIMO	2×2	4×4

6-2-2. LTE-Advanced Proのさらなる進化

LTE-Advanced Proは、LTEの最終進化形であり、一部の5G技術を取り入れています。

より多くのキャリアアグリゲーション（複数の周波数帯を束ねてさらに高速化）
256QAMの導入（変調方式を強化し、より多くのデータを送信可能）
低遅延化（5Gに近い性能を実現）

LTE-Advanced Proの技術により、「LTEとは」5Gに匹敵する高速通信を実現する技術へと進化していることがわかります。

6-3. LTEの今後の可能性と応用分野

6-3-1. 5Gが普及してもLTEが残る理由

5GはLTEよりも高速ですが、完全な普及には時間がかかります。

そのため、LTEは以下の理由で引き続き活用されます。

地方や山間部の通信インフラとして（5Gのカバー範囲はまだ限定的）
IoTデバイスの通信手段として（低コスト・低消費電力が求められる）
バックアップ回線として（5Gが不安定な場所での補助）

6-3-2. LTEの応用分野

今後、LTEは以下のような分野で活用されると予想されます。

分野	LTEの活用例
スマートシティ	交通監視、遠隔医療、防犯システム
産業用IoT	工場のスマート化、設備監視
スマート農業	ドローン、土壌モニタリング
自動運転	5Gの補完技術として活用

特にIoT分野では、LTEは5Gと共存しながら発展すると考えられています。

LTEはコスト面や消費電力の面で優れており、5Gが不必要な用途では引き続き利用されます。