携帯基地局と端末の周波数帯と出力電力

携帯基地局と端末の周波数帯と出力電力

携帯基地局のアンテナの画像
携帯基地局は主に700MHz~3.5GHz帯(4G)やミリ波(5G)を使い、空中線電力(送信出力)は通常160W以下、小規模局は20mW以下で運用されています。
端末(スマホやモバイルWi-Fiルーター等)はこれらより遥かに弱い電力で通信し、上空利用時は干渉回避のため出力制御が行われています。
ここではその詳細を解説しています。


日本の携帯電話回線(4G/5G)では、主に以下の周波数帯が使われています。

4G(LTE)

バンド 周波数帯 用途
Band 1 2.1 GHz メイン帯域
Band 3 1.8 GHz 都市部の容量増強
Band 8 900 MHz プラチナバンド(広域)
Band 11 1.5 GHz 補助帯域
Band 18/26 800 MHz au系プラチナバンド
Band 19 800 MHz docomoプラチナバンド
Band 21 1.5 GHz 補助帯域
Band 28 700 MHz 広域カバー

5G(Sub-6)

バンド 周波数帯 特徴
n77 3.7 GHz メイン帯域
n78 3.5 GHz メイン帯域
n79 4.5 GHz docomo独自帯域

5G(ミリ波)

バンド 周波数帯 特徴
n257 28 GHz 超高速・超低遅延(エリアは限定的)

携帯基地局と端末の空中線電力(送信出力)

端末(スマートフォン側)

スマートフォンの最大送信出力は、おおよそ次の通りです。

  • ● LTE(4G): 最大 約 23 dBm(約 200 mW)
  • ● 5G Sub-6: 最大 約 23~26 dBm(約 200~400 mW)
  • ● 5G ミリ波: 最大 約 30 dBm(約 1 W)程度(端末により異なる)
  • ● 実際には、基地局との距離や環境に応じて自動的に出力が制御され、必要以上に強くは送信しません。
携帯基地局のアンテナの画像

基地局側

基地局はスマホよりはるかに高出力で送信します。

  • ● マクロセル基地局(大規模): 数十 W(おおよそ 10~40 W 程度)
  • ● ミニセル/スモールセル(ミニセル・ピコセルなど): 数百 mW ~ 数 W 程度で屋内用はさらに低く、100 mW 以下のことも多い。
  • ● 実際の規制や設計では、アンテナ利得を含めた EIRP(等価等方輻射電力)で上限が決められています。

ここまでのまとめ

  • ● 周波数帯: 携帯電話は主に 700 MHz~4.5 GHz(4G/5G Sub-6)と 28 GHz(ミリ波)を使用
  • ● 端末の送信出力: おおよそ 200~400 mW 程度(ミリ波は最大 1 W 程度)
  • ● 基地局の送信出力: 数 W~数十 W と、端末より大きい

日本の主要4キャリア(ドコモ/au/ソフトバンク/楽天モバイル)が使用している4G・5G周波数帯

日本の主要4キャリア(ドコモ/au/ソフトバンク/楽天モバイル)が使用している4G・5G周波数帯を知ることで、モバイルWi-F-ルーターなどを選定、購入する際にも役立つ一覧表です。

日本の携帯4キャリア:使用周波数帯一覧表(4G/5G)

■ 4G LTE(FDD/TDD)

周波数帯 バンド ドコモ au(KDDI) ソフトバンク 楽天モバイル
700MHz B28
800MHz B18/B26 ○(ローミング)
800MHz B19
900MHz B8
1.5GHz B11
1.5GHz B21
1.7GHz B3
2.0GHz B1
2.5GHz B41(TDD)
3.5GHzB42(TDD)

■ 5G NR(Sub6 / ミリ波)

周波数帯 バンド(n) ドコモ au(KDDI) ソフトバンク 楽天モバイル
700MHz n28
800MHz n5/n18/n26
900MHz n8
1.5GHz n74
1.7GHz n3
2.1GHz n1
2.3GHz n40
2.5GHz n41
3.4–3.5GHz n78
3.7GHz n77
4.5GHz n79
28GHz(ミリ波) n257

■ 補足ポイント

  • ● 700MHz帯(B28)はプラチナバンドとして4G/5G転用が進んでいる。
  • ● 1.7GHz帯(B3)は4キャリア共通で広く利用。
  • ● ドコモのみ4.5GHz帯(n79)を保有。
  • ● 3.7GHz帯(n77/n78)はキャリアによって割り当てが異なる(ドコモ・au=n78、ソフトバンク・楽天=n77)
  • ● ミリ波(n257)は4社とも割り当て済みだが、エリア展開は限定的。

キャリア別に整理した「詳細な周波数帯一覧表(4G/5G)」

NTTドコモ(docomo)

■ 4G LTE(FDD/TDD)

周波数帯 Band 方式 備考
700MHz B28 FDD プラチナバンド(5G転用あり)
800MHz B19 FDD 山間部・郊外の主力
1.5GHz B21 FDD 補完バンド
1.7GHz B3 FDD 都市部容量
2.1GHz B1 FDD メイン帯域
3.5GHz B42 TDD 高速通信(LTE)
2.5GHz B41 TDD WiMAX系

■ 5G NR

nBand 周波数帯 備考
n1 2.1GHz 5G転用
n3 1.7GHz 5G転用
n28 700MHz 広域カバー
n78 3.5GHz Sub6
n79 4.5GHz ドコモ専用帯域
n257 28GHz ミリ波

au(KDDI)

■ 4G LTE(FDD/TDD)

周波数帯 Band 方式 備考
700MHz B28 FDD プラチナバンド
800MHz B18/B26 FDD auの生命線(広域カバー)
1.5GHz B11 FDD 補完バンド
1.7GHz B3 FDD 容量確保
2.1GHz B1 FDD メイン帯域
2.5GHz B41 TDD WiMAX2+
3.5GHz B42 TDD 高速LTE

■ 5G NR

周波数帯 nBand 備考
3.7GHz n78 メインSub6
4.0GHz n78(拡張) 広帯域化
28GHz n257 ミリ波

ソフトバンク(SoftBank)

■ 4G LTE(FDD/TDD)

数帯 Band 方式 備考
700MHz B28 FDD プラチナバンド
900MHz B8 FDD ソフトバンクの要(プラチナ)
1.5GHz B1 FDD 補完
1.7GHz B3 FDD 容量確保
2.1GHz B1 FDD メイン
2.5GHz B41 TDD AXGP
3.5GHz B42 TDD 高速LTE

■ 5G NR

波数帯 nBand 備考
3.7GHz n77 メインSub6
28GHz n257 ミリ波

楽天モバイル(Rakuten Mobile)

■ 4G LTE(FDD/TDD)

周波数帯 Band 方式 備考
1.7GHz B3 FDD 楽天のメイン帯域
800MHz B18(ローミング) FDD auローミング

■ 5G NR

周波数帯 nBand 備考
3.7GHz n77 メインSub6
28GHz n257 ミリ波

まとめ:キャリアの特徴が一目でわかる比較表

キャリア プラチナバンド メイン4G メイン5G(Sub6) 特徴
ドコモ B19/B28 B1/B3 n78/n79 エリア最強、バンド数最多
au B18/B26/B28 B1/B3 n78 800MHzが強力
ソフトバンク B8/B28 B1/B3 n77 900MHzが武器
楽天 (自社なし)B18ローミング B3 n77 シンプル構成

携帯基地局のアンテナのイラスト画像

FDDとTDDの違い

FDD(Frequency Division Duplex)とTDD(Time Division Duplex)は、無線通信の方式の一つで、通信の電波を上り(アップロード)と下り(ダウンロード)に分けて使用する方法です。FDDは、周波数帯を微妙に変えることで上りと下りを認識する方式で、TDDは送受信の時間によって上りと下りを認識する方式です。


FDDは上りと下りの帯域が事前に決定されているため、上りが空いているからといってそれを下りに利用することはできませんが、TDDは上りを犠牲にすることで下りを強化することができます。


■ FDD(Frequency Division Duplex:周波数分割複信)

上り(端末→基地局)と下り(基地局→端末)で、別々の周波数帯を使う方式。

特徴

  • ● 上りと下りが同時に通信できる
  • ● 電波干渉が少なく安定しやすい
  • ● 4G以前から世界的に主流
  • ● 音声通話(VoLTE)との相性が良い
  • ● イメージとしては、「上り専用レーン」と「下り専用レーン」がある高速道路

■ TDD(Time Division Duplex:時分割複信)

上りと下りを同じ周波数で、時間で切り替えて使う方式。

  • 特徴
  • ● 上り/下りの比率を柔軟に変えられる(下りを多くするなど)
  • ● 周波数の利用効率が高い
  • ● 5Gで広く採用されている
  • ● ただし基地局間の同期が必要で、設計が難しい
  • ● イメージとしては、1本の道路を「時間で上り用/下り用に切り替えて使う」

キャリアごとの“独自色のある周波数帯”だけ一覧


4キャリアが使う周波数帯のうち、「他社と異なる(そのキャリアだけが使う or ほぼ専用で使う)」部分だけを抜き出してまとめます。


■ ドコモだけ(またはドコモが中心)

  • ● Band 19(800MHz) → ドコモのプラチナバンド。山間部・郊外で強い。
  • ● Band 21(1.5GHz) → ドコモ専用。都市部の容量増強用。
  • ● n79(4.5GHz帯 5G)→ ドコモだけが使う5G帯域。屋内・都市部での高速化に寄与。

■ au(KDDI)だけ(またはauが中心)

  • ● Band 11(1.5GHz)→ auが主に使用。他社はほぼ未使用。
  • ● Band 18(800MHz)→ auのプラチナバンド。楽天ローミングにも使われるが、基本はau帯域。
  • ● Band 26(800MHz拡張) → Band18を拡張したau独自運用。

■ ソフトバンクだけ(またはソフトバンクが中心)

  • ● Band 8(900MHz) → ソフトバンクのプラチナバンド。ドコモ・auは未使用。
  • ● Band 41(2.5GHz TDD)→ ソフトバンクが主に使用(旧AXGP)。高速化用。
  • ● n257(28GHzミリ波)→ ソフトバンクが比較的積極運用(ただしミリ波は全社限定的)。

■ 楽天モバイルだけ

  • ● Band 3(1.8GHz)単独運用 → 楽天のメインバンド。他社もBand3は使うが、楽天は“ほぼこれ一本”で全国展開している点が独自。
  • ● n77(3.7GHz 5G)単独運用 → 楽天の5Gはn77に一本化。他社はn77/n78/n79など複数。

まとめ(本当に“違う部分だけ”)

キャリア 他社と異なる主な周波数
ドコモ Band19 / Band21 / n79
au Band11 / Band18 / Band26
ソフトバンク Band8 / Band41 / n257
楽天モバイル Band3単独運用 / n77単独運用

日本の技適における無線LAN(Wi-Fi)の周波数帯と出力上限

技適マークの画像

この項は、日本国内で技術基準適合証明(いわゆる「技適」)を取得して利用される 無線LAN(Wi-Fi)機器について、代表的な周波数帯と、一般的な出力上限のイメージを モバイルWi-Fiルーター視点で整理したものです。


実際の上限値は、電波法施行規則・総務省告示・関連ガイドラインで細かく定められており、 機器の種別・用途・屋内外・アンテナ利得などによって変わります。 ここでは「典型的な小電力データ通信システムとしての無線LAN機器」を前提にした情報です。


1. 周波数帯の整理(日本の無線LAN)

日本で無線LANに割り当てられている主な周波数帯


帯域 周波数範囲 主な用途・規格 屋内/屋外利用
2.4GHz帯 2400~2497 MHz IEEE 802.11b/g/n など 屋内・屋外とも利用可
5.2GHz帯 5150~5250 MHz IEEE 802.11a/n/ac/ax など 原則屋内。条件付きで屋外・上空利用可(高出力データ通信システム等)
5.3GHz帯 5250~5350 MHz IEEE 802.11a/n/ac/ax など 屋内のみ(DFS機能必須)
5.6GHz帯 5470~5730 MHz IEEE 802.11a/n/ac/ax など 屋内・屋外利用可(DFS機能必須)
6GHz帯 5925~6425 MHz IEEE 802.11ax(Wi?Fi 6E)など 屋内:Low Power Indoor (LPI)
屋外:Very Low Power (VLP) のみ(EIRP 25 mW 以下)

モバイルWi-Fiルーター(ポケットWi-Fi等)がユーザー端末に対して出す「Wi-Fi」電波は、 主に上記の 2.4GHz帯・5GHz帯(最近の機種では 6GHz帯対応もあり)を用いています。


2. 出力上限のイメージ(小電力データ通信システムとしての無線LAN)

重要:ここで示す値は、代表的な上限イメージです。 実際には「空中線電力」「等価等方輻射電力(EIRP)」「チャネル帯域幅あたりの電力」など、 条件付きで細かく規定されています。
正確な値を設計・認証用途で用いる場合は、必ず最新の 電波法施行規則・総務省告示・技術基準原文を参照してください。


代表的な出力上限イメージ(無線LAN機器・日本)

帯域 利用形態 代表的な上限イメージ 備考
2.4GHz帯 屋内・屋外 EIRP おおよそ 100 mW(20 dBm)程度が典型的な上限イメージ 小電力データ通信システムとしての無線LAN・Bluetooth等。 実機はアンテナ利得を含めてこの範囲内に収まるよう設計されることが多い。
5.2GHz帯 屋内(一般的な無線LAN) EIRP おおよそ 200 mW(23 dBm)程度が典型的な上限イメージ 屋内利用が前提。高出力データ通信システムとして別枠の上限が定められるケースもある。
5.3GHz帯 屋内 5.2GHz帯と同程度のオーダー(数百 mW クラス)で条件付き運用 気象レーダー等との共用のため、DFS機能が必須。
5.6GHz帯 屋内・屋外 屋外利用を含め、EIRP 数百 mW~1 W クラスの上限が設定されるケースがある こちらもDFS必須。屋外利用時は特に他システムとの共用条件が厳密。
6GHz帯(LPI) 屋内 Low Power Indoor EIRP 数百 mW クラス(Wi-Fi 6E 用途の低出力屋内利用) 具体値はチャネル帯域幅等とセットで規定。屋内専用。
6GHz帯(VLP) 屋外 Very Low Power EIRP 25 mW 以下 屋外で利用可能なのは VLP のみ。携帯端末・ウェアラブル等の超低出力用途を想定。

モバイルWi-Fiルーターはバッテリー駆動であり、かつ携帯機器としての安全性・干渉回避の観点から、 実際の送信電力は多くの機種で 10~100 mW(10~20 dBm)程度に抑えられていることが一般的です。 これは上記の「法令上の最大値」より低い、実装上の設定値です。


3. モバイルWi-Fiルーター視点での読み方

  • ● 3.1 周波数帯
  • ● 2.4GHz帯: 障害物に強く、カバー範囲を取りやすいが混雑しやすい。
  • ● 5GHz帯: 高速・多チャネルだが、屋内専用帯域やDFS必須帯域がある。
  • ● 56GHz帯: 最新の Wi-Fi 6E 対応。日本では LPI/VLP という出力クラスで運用。
  • ● 3.2 出力電力
  • ● 法令上の上限: 帯域・用途ごとに EIRP の上限が定められている。
  • ● 実機の設定: モバイルWi-Fiルーターは、バッテリー持ちと干渉回避のため、 上限いっぱいではなく、より低い出力で運用されることが多い。
  • ● 技適マーク: 日本国内で合法的に使うには、技適マーク付き機器であることが必須。

4.まとめ

設計・認証・法令順守の観点で厳密な数値が必要な場合は、以下のような資料を 直接参照する必要があります。

  • ● 電波法・電波法施行規則
  • ● 総務省告示(無線設備規則・小電力データ通信システム関連)
  • ● 総務省 電波利用ポータルサイトの「小電力データ通信システム(無線LAN等)」ページ
  • ● ELEC 等の技術基準資料・JEITA ガイドライン(5GHz/6GHz帯無線LANガイドラインなど)
  • 個別機種については、メーカーの仕様書・技術資料に「送信出力(dBm)」や 「対応チャネル・周波数帯」が記載されているので、それを確認するのが最も確実です。