Long Term Evolution

LTE (Long Term Evolution) の概要

LTEは、3Gと4Gの中間的な位置付けを持つ携帯電話通信規格です。3GPP（第3世代パートナーシッププロジェクト）によって策定され、2009年3月にRelease 8として標準化されました。3Gと同等の周波数帯域を利用しながら、下り最大100Mbps以上、上り最大50Mbps以上の高速通信を実現しています。

LTEの技術的な特徴

LTEの高速通信は、下り方向にOFDMA（直交周波数分割多元接続）、上り方向にSC-FDMA（シングルキャリア周波数分割多元接続）といった高度な多重化技術を採用することで実現しています。周波数帯域幅は1.4MHzから20MHzまで選択可能で、複数の帯域を束ねるキャリアアグリゲーション技術によってさらなる高速化も可能です。また、音声通話はVoIP（Voice over IP）技術を用いたVoLTE（Voice over LTE）によって提供されます。

3Gとの互換性と4Gへの移行

LTEは、既存の2G/3G（[GSM]]、W-CDMA、CDMA2000、HSPA、EV-DO）とのハンドオーバーをサポートしています。これは、LTEサービスエリアが限定されていた初期段階において、既存のネットワークで通信を維持できることを意味します。また、LTEは3Gを長期的発展させる技術として位置付けられ、4Gへのスムーズな移行を目的としています。そのため、3.9Gと呼ばれることもあります。ただし、2010年には国際電気通信[[連合]がLTEを4Gと認めたため、市場では呼称にばらつきがあります。

TD-LTE

TD-LTEは、周波数分割複信方式(FDD)ではなく時分割複信方式(TDD)を用いたLTEです。FDD方式と異なり、上りリンクと下りリンクに別々の周波数帯を必要とせず、無線資源の共有が容易です。当初は中国移動通信を中心に開発が進められましたが、その後、世界各国で導入が進んでいます。

WiMAXとの関係

モバイルWiMAXは、LTEと類似の要素技術を持つ高速無線通信サービスでした。一時、基地局の共通化や部品の量産効果が期待されましたが、LTE、特にTD-LTEの高性能により、市場はLTEに集約される傾向が見られました。その後、WiMAX Release 2.1 (AE)でTD-LTEとの互換性が追加されたことで、無線基地局や関連部品の量産効果がより一層期待されるようになりました。

LTEで使用される技術

LTEでは、様々な技術が用いられています。主な技術としては、以下のものが挙げられます。

周波数帯域幅: 1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz
データ変調方式: QPSK、16QAM、64QAM
多重化方式: FDDの場合、OFDMA(下り)/SC-FDMA(上り)
全二重化モード: FDDまたはTDD
経路多重化: MIMO (1x2, 2x2, 4x2, 4x4)
UE Category: 受信と送信のカテゴリーを組み合わせた分類

各国・地域におけるLTEの状況

日本の状況

日本では、NTTドコモ、KDDI/沖縄セルラー電話連合、ソフトバンクモバイル(現・ソフトバンク)がLTEサービスを提供しています。各キャリアは、それぞれ異なる周波数帯域を割り当てられており、サービス開始時期や提供速度、利用可能な周波数帯域なども異なります。また、700MHz帯（Band 28）、900MHz帯(Band 8)といった周波数帯の再編により、サービスエリアの拡大や高速化が進められています。VoLTEによる音声通話サービスも普及しています。

その他の国・地域

米国、欧州、アジア、新興国市場など、世界各国でLTEサービスが展開されています。各国・地域によって周波数帯域やサービス開始時期などが異なります。国際ローミングも徐々に普及しています。

LTE-Advanced

LTE-Advanced (LTE-A) は、LTEの発展規格で、キャリアアグリゲーション技術により、最大100MHz幅×2を利用し、ギガビット級の高速通信を実現します。日本でも各キャリアがLTE-Advancedの導入を進めており、更なる高速化が実現しています。

まとめ

LTEは、高速データ通信と低遅延を実現した革新的な通信規格です。世界中で広く普及し、モバイルインターネットの発展に大きく貢献しています。今後も、LTE-Advancedなどの進化とともに、さらなる高速化・高機能化が期待されています。

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