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公開：2024-08-18

LTE-Advancedとは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

LTE-Advancedとは

LTE-Advancedは4G移動通信システムの国際標準規格の1つであり、既存のLTEを拡張した技術です。ITU-R(国際電気通信連合無線通信部門)が定めた IMT-Advanced(4G)の要求条件を満たすために開発されました。

LTE-Advancedでは、LTEの上り下りの通信速度を大幅に向上させることが可能になります。具体的には、下り最大1Gbps、上り最大500Mbpsを実現し、より高速なデータ通信を提供します。

この高速化を実現するために、LTE-Advancedではキャリアアグリゲーション技術が用いられています。複数の周波数帯を束ねて、広い周波数帯域を確保することで、通信速度の向上を図っています。

また、LTE-Advancedではマルチアンテナ技術のMIMO(Multiple Input Multiple Output)が進化しています。送受信アンテナの数を増やすことで、通信の安定性と速度の向上を実現しています。

LTE-Advancedは、スマートフォンやタブレットなどのモバイル端末だけでなく、IoTデバイスや車載通信などにも応用されています。高速かつ低遅延の通信を必要とする様々な分野で活用が進んでいます。

LTE-Advancedのキャリアアグリゲーション技術

LTE-Advancedに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• 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による通信速度向上
• キャリアアグリゲーションの課題と対策

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は、複数の周波数帯を同時に使用して、広い周波数帯域を確保する技術です。LTE-Advancedでは、最大5つのキャリア(周波数帯)を束ねることが可能となっています。

複数のキャリアを束ねる方式には、連続するキャリアを束ねる連続キャリアアグリゲーションと、不連続なキャリアを束ねる不連続キャリアアグリゲーションがあります。状況に応じて適切な方式が選択されます。

キャリアアグリゲーションを行うためには、基地局とモバイル端末の両方が対応している必要があります。基地局側では、複数のキャリアを同時に送受信できる機能が求められます。

キャリアアグリゲーションによる通信速度向上

キャリアアグリゲーションを用いることで、LTE-Advancedは大幅な通信速度の向上を実現しています。理論上、下り最大1Gbps、上り最大500Mbpsという高速通信が可能になります。

例えば、20MHzのキャリアを5つ束ねることで、100MHzの周波数帯域を確保できます。この広い帯域を活用することで、より多くのデータを同時に送受信できるようになり、通信速度が向上するのです。

また、キャリアアグリゲーションは、混雑した環境下での通信速度の低下を抑制する効果もあります。複数のキャリアを束ねることで、1つのキャリアが混雑していても、他のキャリアを使って通信を継続できるからです。

キャリアアグリゲーションの課題と対策

キャリアアグリゲーションを導入する上での課題の1つが、周波数資源の確保です。複数のキャリアを束ねるためには、それぞれの周波数帯が利用可能である必要があります。

この課題に対しては、各国の周波数割当政策が重要となります。周波数の再編成や新たな周波数帯の開放などにより、キャリアアグリゲーションに必要な周波数資源を確保していく必要があるでしょう。

もう1つの課題は、モバイル端末の対応です。キャリアアグリゲーションを活用するには、端末側もこの技術に対応している必要があります。チップセットやアンテナの開発などにより、対応端末の普及を進めていくことが求められます。

LTE-AdvancedのMIMO技術の進化

LTE-Advancedに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• LTE-AdvancedにおけるMIMO技術の特徴
• MIMOアンテナ数の増加による効果
• Massive MIMOの導入とその影響

LTE-AdvancedにおけるMIMO技術の特徴

LTE-AdvancedではMIMO技術が大きく進化しています。MIMOは複数のアンテナを用いて送受信を行う技術で、通信の安定性と速度の向上に寄与します。

LTE-AdvancedのMIMOでは、送信アンテナと受信アンテナの数が増加しています。これにより、同時に送受信できるデータ量が増え、通信容量の拡大が実現されています。

また、LTE-AdvancedではMulti-User MIMO(MU-MIMO)も導入されています。MU-MIMOは、複数のユーザーに同時に異なるデータを送信できる技術です。これにより、より多くのユーザーに高速通信を提供できるようになります。

MIMOアンテナ数の増加による効果

LTE-AdvancedではMIMOのアンテナ数が大幅に増加しています。従来の2×2 MIMO(送信2本、受信2本)から、4×4 MIMOや8×8 MIMOへと進化しているのです。

アンテナ数の増加は、通信容量の拡大に直結します。例えば、4×4 MIMOでは2×2 MIMOの2倍、8×8 MIMOでは4倍の通信容量を実現できます。これにより、より多くのデータを高速に送受信できるようになります。

また、アンテナ数の増加は、通信の信頼性向上にも寄与します。複数のアンテナを使うことで、電波の受信状態が悪い場所でも、安定した通信を維持しやすくなるのです。

Massive MIMOの導入とその影響

LTE-Advancedの更なる発展形として、Massive MIMOが注目されています。Massive MIMOは、非常に多数のアンテナ(数十～数百)を使用するMIMO技術です。

Massive MIMOを導入することで、通信容量を飛躍的に拡大できます。多数のアンテナを活用して、より多くのユーザーに高速通信を提供できるようになるのです。

また、Massive MIMOは周波数利用効率の向上にも寄与します。多数のアンテナを使って電波を精密に制御することで、限られた周波数資源を有効活用できるようになります。これは、周波数資源が逼迫する中で重要な意味を持ちます。

LTE-Advancedの活用領域と将来展望

LTE-Advancedに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• モバイルブロードバンドサービスでの活用
• IoTや車載通信への応用
• 5Gへの発展とLTE-Advancedの役割

モバイルブロードバンドサービスでの活用

LTE-Advancedは、モバイルブロードバンドサービスの高度化に大きく貢献しています。高速かつ大容量の通信を提供できるLTE-Advancedにより、スマートフォンやタブレットでの快適なデータ通信が可能になります。

例えば、高画質の動画ストリーミングや大容量ファイルのダウンロードなどが、より短時間で行えるようになります。また、オンラインゲームやVRサービスなど、低遅延の通信を必要とするアプリケーションにも適しています。

LTE-Advancedは、モバイル通信の利便性と可能性を大きく広げています。より快適で充実したモバイルライフを実現する上で、欠かせない技術となっているのです。

IoTや車載通信への応用

LTE-Advancedは、IoT(Internet of Things)や車載通信など、新たな領域への応用も進んでいます。高速かつ低遅延の通信を提供できるLTE-Advancedは、これらの分野での活用に適しているのです。

IoTでは、多数のセンサーやデバイスが接続され、大量のデータ通信が行われます。LTE-Advancedを活用することで、これらのデータを効率的に収集・分析できるようになります。スマートシティやスマートファクトリーなどの実現に向けて、重要な役割を果たしています。

車載通信の分野でも、LTE-Advancedへの期待が高まっています。自動運転車などでは、車両間通信や車両と交通インフラとの通信が必要となります。LTE-Advancedは、これらの通信を低遅延かつ高信頼で実現する技術として注目されているのです。

5Gへの発展とLTE-Advancedの役割

LTE-Advancedは、次世代移動通信システムである5Gへの発展の中で、重要な役割を果たしています。5Gは、LTE-Advancedの技術を更に高度化し、超高速・大容量・低遅延の通信を実現するものです。

5Gへの移行期においては、LTE-Advancedとの共存が不可欠となります。LTE-Advancedが広くエリアをカバーする一方で、5Gは都市部や人口密集地を中心に展開されていくことになるでしょう。

また、LTE-Advancedの技術は、5Gの基盤としても活用されます。キャリアアグリゲーションやMIMOなど、LTE-Advancedで培われた技術は、5Gにおいてさらに発展することが期待されています。LTE-Advancedは、5Gへの移行を支える重要な役割を担っているのです。

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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