4G LTE カテゴリの説明: Cat1/Cat4/Cat6 をニーズに合わせる | LBリンク

4G LTE テクノロジーの開発において、「猫 (カテゴリ)」という用語が頻繁に言及されます。エントリーレベルの Cat1 から高性能の Cat18 まで、さまざまなカテゴリに通信テクノロジーの正確な反復が隠されています。この記事では、技術的な最下層から開始し、LTE Cat カテゴリの定義ロジック、主要な違い、実際のアプリケーションを分析し、読者が 4G デバイスのパフォーマンスに影響を与えるこの重要な指標を理解できるようにします。

I. LTE Cat カテゴリの本質: 通信能力の「分類標準」

LTE Cat カテゴリは特定の技術ではなく、 3GPP （3rd Generation Partnership Project）によって策定された 4G 端末装置の性能分類体系です。その中心的な機能は、統一された技術指標 (レート、変調モード、マルチアンテナ構成など) を通じて LTE ネットワークにアクセスする際の端末の最大能力を定義し、異なるメーカーのデバイスが同じネットワーク内で確実に連携できるようにすることです。

Cat カテゴリは簡単に言うと「通信能力証明書」のようなもので、Cat レベルが高いほど、端末がサポートする技術が高度になり、達成可能な速度や安定性などのパフォーマンスが強化されます。このシステムは 3GPP Release 8 (2008) で最初に提案され、技術の進化とともに継続的に拡張されてきました。現在はまで定義されています Cat20.

II.猫のカテゴリーを決定する 3 つの主要なテクニカル指標

異なる間の違いは Catカテゴリ 、基本的に 3 つの中核となる技術パラメータによって決定され、これらが合わせて端末の「通信上限」を形成します。

1. 変調モード: データ「パッケージング効率」の鍵

変調技術により、単位時間あたりに送信できるデータの量が決まります。 では主に次の変調モードが使用されます LTE。

• QPSK : シンボルあたり 2 ビットのデータ (低速シナリオ)。

• 16QAM : シンボルごとに 4 ビットのデータ。

• 64QAM : シンボルあたり 6 ビットのデータ (中高速シナリオ)。

• 256QAM : シンボルあたり 8 ビットのデータ (高速シナリオ、Cat6 以降でサポート)。

たとえば、 Cat4 は のみをサポートしますが 64QAM、 Cat6では が導入され 256QAM、同じ帯域幅でデータ伝送効率が 33% 向上します。

2. キャリア アグリゲーション (CA): 帯域幅「スプライシング」テクノロジー

のシングルキャリア帯域幅は通常 LTE ネットワーク 1.4MHz ～ 20MHzです。キャリア アグリゲーション テクノロジは、複数のキャリアをより広い帯域幅に「接続」することで、レートを向上させることができます。例えば：

• Cat4 は 最大 2 つのキャリア アグリゲーション (合計帯域幅 40MHz ) をサポートします。

• Cat6 は 2 つのキャリア アグリゲーション (合計帯域幅 40MHz ) をサポートしますが、 の導入により 256QAM、レートは Cat4のレートを上回ります。;

• Cat12 は 3 キャリア アグリゲーション (合計帯域幅 60MHz ) をサポートし、 と組み合わせてより高いパフォーマンスを実現します。 256QAM.

3. MIMO 構成: 空間「並列伝送」機能

MIMO （Multiple Input Multiple Output）は、複数のアンテナで同時にデータを送受信することで空間多重を実現します。 構成は MIMO の LTE端末 、「送信アンテナ数 × 受信アンテナ数」で表されます。

• Cat1/Cat4 は通常、 2×2 MIMO (送信アンテナ 2 本 + 受信アンテナ 2 本) をサポートします。

• Cat6以降は をサポートでき 4×4 MIMO、理論的にはデータ レートが 2 倍になります。

Ⅲ．主流の LTE Cat カテゴリの技術パラメータとアプリケーション シナリオ

すべての Cat カテゴリが大規模な商業化に達しているわけではありません。現在、次のカテゴリが最も広く使用されており、それぞれが異なるシナリオ要件に対応しています。

1. Cat1: モノのインターネットの「経済的かつ実用的なモデル」

• コアパラメータ: ダウンリンク速度 10Mbps 、アップリンク速度 5Mbps 。 サポートします 16QAM/64QAM 変調、 2×2 MIMO をが、キャリア アグリゲーションはサポートしません。

• 技術的特徴: 低コスト、低消費電力 (スタンバイ時間は数年に達する場合があります) は、シンプルなハードウェアで実現でき、低速および長時間接続のシナリオに適しています。

• 代表的な用途: スマート水道メーター/ガスメーター (毎月必要なデータは数十 KB のみ)、シェア自転車 (測位とステータスレポート)、ウェアラブルデバイス (心拍数/位置データ送信)。

2. Cat4: コンシューマーグレードのデバイスの「主力」

• コアパラメータ: ダウンリンク速度 150Mbps 、アップリンク速度 50Mbps 。 をサポートします 64QAM 変調、 2×2 MIMO 、最大 2 つのキャリア アグリゲーション ( 40MHz )。

• 技術的特徴: 料金とコストのバランスが取れており、ほとんどの消費者レベルのシナリオのニーズを満たすことができ、一般的な選択肢です。 4Gルーター とエントリーレベルの携帯電話。

• 代表的な用途: 家庭 4G ルーター (例: LB-LINK CPE450AX ）、中～低価格帯のスマートフォン、カーナビゲーション（リアルタイム交通とオンライン音楽）。

3. Cat6: 高速モバイル シナリオの「パフォーマンス代表者」

• コアパラメータ: ダウンリンク速度 300Mbps 、アップリンク速度 50Mbps 。 を導入し、 256QAM 変調 (ダウンリンク) 2×2 MIMO 、2 キャリア アグリゲーション ( 40MHz ) をサポートします。

• 技術的特徴: 256QAMを採用し、データの「パッケージング効率」を 33% 向上させ、ダウンリンク レートに敏感なシナリオに適しています。 ダウンリンクに初めて

• 代表的な用途：ハイエンド 4Gルーター （エンタープライズレベル）、 4K ライブ中継機器（屋外イベントライブ中継）、車載エンターテインメントシステム（後列 4K ビデオ再生）。

4. Cat12: 産業グレードの「高速ベンチマーク」

• コアパラメータ: ダウンリンク速度 600Mbps 、アップリンク速度 100Mbps 。 をサポートします 256QAM 変調、 4×4 MIMO 、3 キャリア アグリゲーション ( 60MHz )。

• 技術的特徴: マルチキャリア アグリゲーション + 高次 MIMO、レートと安定性のバランスをとり、産業グレードの高帯域幅要件を満たします。

• 一般的なアプリケーション: 産業用モニタリング (マルチチャンネル 4K カメラのリアルタイム バックホール)、遠隔医療 (高解像度の手術ビデオ伝送)、企業の専用線バックアップ (一部の光ファイバー シナリオの置き換え)。

IV.猫のカテゴリーとユーザーエクスペリエンスの関係: レートを超えた鍵

一般のユーザーは「猫のレベルが高いほど良い」と考えるかもしれませんが、実際のエクスペリエンスはシナリオと組み合わせる必要があります。

• 速度だけが基準ではありません。たとえば、 Cat4 の 150Mbps は、 のニーズをすでに満たしています。Cat6 4K ビデオ ( 25Mbpsが必要)、ビデオ会議 ( 4Mbpsが必要) など /Cat12をやみくもに追求すると、 デバイスのコストと消費電力が増加します。

• ネットワークと端末間の「一致」 : 端末の Cat レベルは、通信事業者のネットワークでサポートされているテクノロジーと一致する必要があります。たとえば、通信事業者がキャリア アグリゲーションを導入していない場合、 Cat6端末は の速度を達成できません。 300Mbps.

• 消費電力とシナリオのバランス: Cat レベルが高くなるほど、端末チップの消費電力も大きくなります。したがって、IoT デバイス (スマート メーターなど) は、 Cat1 (低消費電力)に適しています。 Cat4/Cat6よりも.

V. 猫カテゴリの進化ロジック: 「スピード競争」から「シナリオの細分化」まで

の定義は、 Cat カテゴリ 3GPPによる の進化の考え方を反映しています。 4G テクノロジー

1. 初期段階 (2008 ～ 2012 年) : 速度の向上に重点を置き Cat1から までの Cat4、モバイル ブロードバンドのニーズを「ゼロから」満たします。

2. 中期 (2013 ～ 2016 年) : キャリア アグリゲーションと高次変調 ( 256QAMなど の Cat6) を導入し、レートのボトルネックを突破しました。

3. 後期段階 (2017 ～ 2020 年) : セグメント化されたシナリオ。モノのインターネット向けの低電力 Cat-M1/NB-IoT (レートわずか数十 Kbps)、および産業シナリオ向けの などの高性能カテゴリを立ち Cat12 上げます。

この「広域カバレッジ」の進化により、 4G LTE はスマート ウォッチのマイクロデータ伝送と の高速ニーズの両方をサポートできるようになり 4Kライブ ブロードキャスト 、史上最も広く使用されているモバイル通信テクノロジーの 1 つになりました。

結論: 猫のカテゴリを理解して適切な 4G デバイスを選択する

LTE Cat カテゴリは、端末の通信機能の「技術 ID カード」です。これらは単なる数字の列ではなく、デバイスとシナリオを一致させるためのガイドです。一般ユーザーにとって、 Cat4 は すでに家庭やオフィスなどのほとんどのニーズを満たすことができます。企業または特別なシナリオの場合は、 Cat6以降を選択できます。 レート、消費電力、コストに応じて

の普及により、 5G LTE, Cat カテゴリは引き続きモノのインターネット、遠隔地やその他の分野で長期的な役割を果たします。その技術ロジックを理解することは、より適切なデバイスを選択するのに役立つだけでなく、「一般的なものから細分化されたものまで」のモバイル通信技術の開発コンテキストを明確に理解することもできます。

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