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Long Term Evolution

Advanced eXtended Global Platformから転送)


Long Term Evolution (ロング・ターム・エヴォリューション)、略称LTE (エルティーイー) は、携帯電話の通信規格である。

概要

W-CDMACDMA2000等の第3世代携帯電話 (3G) と、第4世代携帯電話 (4G) との間の中間過渡期な技術である。

仕様は標準化団体である3GPPにて3GPP Release.8内で2009年3月に策定された。3GPP上ではE-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)/E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) とも表記されている。

下りはOFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access 直交周波数分割多元接続) 、上りはSC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access シングルキャリア周波数分割多元接続) を採用し、20MHz幅でピークデータレートが下り方向100Mbps以上、上り方向50Mbps以上の通信速度を要求条件として仕様策定が進められた。

3Gと同じ周波数帯域を使用し、帯域幅は1.4、3、5、10、15、20MHzを選択して使用できる(連続した帯域が20MHzを越える場合や周波数帯域が同じでも、間に別の事業者の割り当てがあって連続した帯域が確保できない場合は、後述するキャリア・アグリゲーションと呼ばれる技術で、帯域を束ねることで、下りの速度を上げることができる。上りは、束ねた中で1波分しか事実上機能しないため、理論上の最大速度は一番帯域幅が広いものの速度となる)。

伝送遅延、待ち受けからの通信状態への遅延 (接続遅延) を以前の通信規格に比較して低減するような技術が盛り込まれている。

無線パケット通信のみをサポートし、音声の通信はVoIPでサポートされる。これを、Voice over LTE、略してVoLTEと称する。

既存の2G及び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るため、LTEサービス立ち上がり当初に問題となるエリアの狭さを既存の2Gや3Gで補うといった事も可能である。なお、通信速度等はそれぞれのシステムに依存する。

「Long Term Evolution」の名称通り、3Gを「長期的進化・発展」させることで、スムーズに4Gに移行出来るようにする、いわば橋渡し (中継ぎ) 的な役割を期待されている。

呼称

前述のとおり、3Gと4Gの中間の技術であることから、第3.9世代携帯電話 (3.9G) と呼ばれる場合もある。

一方で、2010年12月6日に国際電気通信連合はLTEを4Gと呼称することを認めたため、マーケットでは呼称にばらつきが見られる[1]

この規格は当初NTTドコモSuper 3Gという名称でコンセプトを含めた提唱をしていた。このためドコモでは長らく「Super 3G」と呼んでいたが、2009年頃からは「LTE」と呼んでおり、その後、2016年秋頃からは「4G」とも呼んでいる。

開発経緯

3Gは、W-CDMAと、CDMA2000と言うCDMA方式が先行し、特許使用料も高かったために世界市場への普及が遅れた。こういった反省から、世界中で使える高速通信可能で低遅延な携帯電話を低価格の特許で実現すべく、3GPPでLTEの標準化が携帯電話通信事業者と機器メーカーの主導で進められた。3Gでの周波数帯内で将来4Gで採用される予定の先進の通信技術を取り込み、現在使われているW-CDMAHSPACDMA2000EV-DOといった通信規格との後方互換性には配慮していない。

TD-LTE

時分割複信(TDD方式)のLTEを、特にTD-LTEと称することがある。

FDDのように、上りリンクと下りリンクのために2つの周波数帯を用意する必要がなく、上りリンクと下りリンクを跨いでの無線資源の共有が比較的容易となる。同じくTDDを使用しているWiMAX、XGP、PHS、TD-SCDMAのリプレースにも向いている。

中国の中国移動通信が早くから次世代規格として詳細検討・開発を行った。この方式は上りリンクと下りリンクの無線資源を分割するガード帯域の存在に起因する通信速度の低下を防ぐことが技術的に困難と考えられ、当初は世界でも中国移動通信以外で導入を視野に入れている大手キャリアは存在しなかった。しかし、中国移動通信はリモートラジオヘッドの性能向上やセルの小型化などの工夫で通信速度の低下を大幅に解消し、上海万博でもTD-LTEのデモを行い、100Mbpsを超えるスループットを実現した。さらに、地域ごとに異なる周波数を設定せざるをえないような国土の広い国で必要とされる周波数境界上の制御には、TD-LTEのほうがFDD方式のLTEよりも適していることをフィールドテストなどで実証している。

2010年にはアメリカのClearwireがTD-LTEのフィールドテストを行うと発表し[2][3]、ロシアのYotaもTD-LTEによるサービスの開始を予定していると表明した[4]。さらに2011年にはフィンランドのノキアがTD-LTEのフィールドテストを行うと発表し[5]、インドの規制当局もTD-LTEの周波数割り当てを行うことを決めた[6]。また、2011年9月、サウジアラビア最大手のモビリーと二番手のザインがTD-LTEによるサービスを開始した[7]

WiMAXとの関係

携帯機器用の高速無線通信サービスとしては、2009年に日本や米国で商用サービスが開始されたモバイルWiMAX (IEEE 802.16e) がある。WiMAXはLTEに似た要素技術に基づくために、2010年でのLTEのサービス立ち上がり予定時期には、無線基地局の共通化や関連部品の量産効果といった恩恵が受けられるのではないかと期待されていた[8]

しかしながら、TD-LTEが100Mbpsを超えるスループットを実現するなど、スペックですでに次世代モバイルWiMAXであるWiMAX2の要求仕様を上回っており、WiMAXの市場は最終的にWiMAX2でなく、TD-LTEに覆われるとの見方もあった。

その後、2012年10月31日のWiMAX ForumにてTD-LTE互換モードを追加したWiMAX Release 2.1(AE) が発表された[9]

WiMAX Release 2.1(AE)がTD-LTEとの互換となった事を受け、携帯機器用の高速無線通信サービスは将来的にLTE技術への収束が実現するので、無線基地局の共通化や関連部品の量産効果といった恩恵がより一層受けられる事となる。

使用技術

周波数帯域幅
1.4, 3, 5, 10, 15, 20MHzから選択 (最大20MHz)
データ変調方式
QPSK、16QAM、64QAMのいずれか (上り方向では64QAMはオプション)
多重化方式
FDDの場合、OFDMA (下り) / SC-FDMA (上り)
上りでは単一搬送波を使うSC-FDMAの採用により、電力消費量の削減を考慮した。
全二重化モード
FDDまたはTDD
経路多重化
(基地局アンテナ×端末アンテナ) 1×2, 2×2, 4×2, 4×4 MIMO

周波数帯

3GPPの仕様書 (TS 36.101) にて規定されているE-UTRA (LTE) の周波数は以下の通り。基本的にW-CDMA (UMTS) の帯域は利用可能となっている。キャリアアグリゲーションの組み合わせは日本での利用可能性があるものと、SDLに係るもののみ記載する。en:LTE frequency bandsも参照のこと。

「内包」の意味は、あくまでも帯域の一部が被っているだけであり、実際に通信できるという意味ではない。例えば、バンド19はバンド6を内包しているが、チャンネルが全く異なるため、バンド19でバンド6にアクセスできるとは限らない。

バンド 周波数帯 上り (MHz) 下り (MHz) 間隔 (MHz) 帯域幅 (MHz) FDD/TDD キャリア
アグリゲーション (CA)
地域・オペレータ 通称 備考
1 2100 1920 - 1980 2110 - 2170 190 60×2 FDD
CA_1-3
CA_1-8
CA_1-11
CA_1-18
CA_1-19
CA_1-21
CA_1-26
CA_1-28
CA_1-40
CA_1-41
CA_1-42
CA_1-46
CA_1-3-3
CA_1-3-8
CA_1-3-19
CA_1-3-26
CA_1-3-28
CA_1-3-42
CA_1-8-11
CA_1-11-18
CA_1-18-28
CA_1-19-21
CA_1-19-28
CA_1-19-42
CA_1-21-42
CA_1-3-19-42
CA_1-19-21-42
NTTドコモ
KDDI/沖縄セルラー電話
ソフトバンク
韓国 (LG U+)
タイ(AIS、dtac、truemoveH)
中国 (中国電信中国聯通)
台湾 (中華電信、台灣大哥大、遠傳電信)
フィリピン(スマート)
IMTコアバンド UMTSで, アジア・欧州各国で利用中の周波数.
2 1900 1850 - 1910 1930 - 1990 80 60×2 FDD
CA_2-29
CA_2-4-29
CA_2-5-29
CA_2-29-30
CA_2-4-5-29
CA_2-4-29-30
カナダ中南米 PCS UMTSで, 米国・カナダなどが利用中の周波数.
3 1800 1710 - 1785 1805 - 1880 95 75×2 FDD
CA_3
CA_1-3
CA_3-8
CA_3-19
CA_3-26
CA_3-28
CA_3-41
CA_3-42
CA_3-46
CA_1-3-3
CA_1-3-8
CA_1-3-19
CA_1-3-26
CA_1-3-28
CA_1-3-42
CA_3-19-42
CA_3-41-42
CA_1-3-19-42
NTTドコモ (東名阪バンド)
ソフトバンク(旧:ワイモバイル)[10]
KDDI/沖縄セルラー電話 (予定)
楽天 (予定)
香港 (CSL3香港PCCW中国移動SmarTone)
台湾 (中華電信台灣大哥大遠傳電信)
韓国 (KTSKテレコム)
タイ(AIS、truemoveH)
豪州、欧州
中国 (中国電信中国聯通)
インドネシア
DCS バンド9を内包.
2015年現在, 最も多くのキャリアが LTE にて利用しているグローバルバンド. 欧州・アジアなど, GSMでも利用中の周波数.
4 1700/2100 (1721) 1710 - 1755 2110 - 2155 400 45×2 FDD
CA_4-29
CA_4-46
CA_2-4-29
CA_4-5-29
CA_4-29-30
CA_2-4-5-29
CA_2-4-29-30
米国 (AT&TモビリティT-Mobile USMetroPCSベライゾン・ワイヤレス) AWS
5 850 824 - 849 869 - 894 45 25×2 FDD
CA_5-29
CA_2-5-29
CA_4-5-29
CA_2-4-5-29
韓国 (SKテレコム、LG U+)
豪州 (Vodafone)
中国(中国電信)
CLR 米国・セルラーバンド
バンド6を内包.
UMTSで米国・オーストラリアなどで利用中の周波数.
6 800 830 - 840 875 - 885 45 10×2 FDD UMTS800
7 2600 2500 - 2570 2620 - 2690 120 70×2 FDD
CA_7
CA_3-7
CA_4-7
CA_7-20
台湾(中華電信、遠傳通信、台湾之星)、タイ(予定)
TeliaSonera (北欧)
香港 (CSL、3香港、PCCW、中国移動)
韓国 (LG U+)
豪州、カナダ、中南米
拡張IMTバンド
8 900 880 - 915 925 - 960 45 35×2 FDD
CA_1-8
CA_3-8
CA_8-11
CA_8-41
CA_1-3-8
CA_1-8-11
ソフトバンク
韓国 (KT)
タイ(AIS、truemoveH)
欧州、中南米
中国(中国聯通)
台湾(中華電信、台湾之星)
インドネシア
GSM UMTSでは日本・英国・豪州・タイなどで利用中.
9 1700 1749.9 - 1784.9 1844.9 - 1879.9 95 35×2 FDD UMTS1800
10 1700/2100 (1721) 1710 - 1770 2110 - 2170 400 60×2 FDD エクアドルペルーウルグアイ 拡張AWS バンド4を内包
11 1500 1427.9 - 1447.9 1475.9 - 1495.9 48 20×2 FDD
CA_1-11
CA_8-11
CA_11-18
CA_1-8-11
CA_1-11-18
KDDI/沖縄セルラー電話
ソフトバンク(予定)
PDC
12 700 699 - 716 729 - 746 30 17×2 FDD
CA_4-12
CA_5-12
CA_5-17
T-Mobile US (Aブロック)
※一部地域でUS Cellular、C-Spire等も所有
AT&Tモビリティ (B、Cブロック。バンド17参照)
US lower 700 米国・US lower 700 A、B、Cブロックに相当
バンド17を内包
13 700 777 - 787 746 - 756 -31 10×2 FDD
CA_4-13
ベライゾン・ワイヤレス US upper 700 米国・US upper 700 Cブロックに相当
14 700 788 - 798 758 - 768 -30 10×2 FDD US upper 700 米国・US upper 700 Dブロックに相当
(公共安全ブロードバンド帯を含む)
15 Reserved FDD
16 Reserved FDD
17 700 704 - 716 734 - 746 30 12×2 FDD
CA_2-17
CA_4-17
CA_5-17
AT&Tモビリティ
ドコモパシフィック
US lower 700 米国・US lower 700 B、Cブロックに相当
18 800 815 - 830 860 - 875 45 15×2 FDD
CA_1-18
CA_11-18
CA_18-28
CA_1-11-18
CA_1-18-28
KDDI/沖縄セルラー電話 Japan lower 800 日本ではN800 (新800) 帯とも呼ばれる
19 800 830 - 845 875 - 890 45 15×2 FDD
CA_1-3-19
CA_1-19
CA_3-19
CA_19-21
CA_19-28
CA_19-42
CA_1-19-21
CA_1-19-28
CA_1-19-42
CA_3-19-42
CA_19-21-42
CA_1-3-19-42
CA_1-19-21-42
NTTドコモ Japan upper 800 バンド6を内包
日本ではN800 (新800) 帯とも呼ばれる
20 800 832 - 862 791 - 821 -41 30×2 FDD
CA_20-32
CA_20-67
欧州 DD800
21 1500 1447.9 - 1462.9 1495.9 - 1510.9 48 15×2 FDD
CA_1-21
CA_19-21
CA_21-42
CA_1-19-21
CA_1-21-42
CA_19-21-42
CA_1-19-21-42
NTTドコモ PDC
22 3500 3410 - 3490 3510 - 3590 100 80×2 FDD
23 2000 2000 - 2020 2180 - 2200 180 20×2 FDD
CA_23-29
米国 (Dish Network) S-Band
24 1600 1626.5 - 1660.5 1525 - 1559 -101.5 34×2 FDD 米国 (LightSquared) L-Band
25 1900 1850 - 1915 1930 - 1995 80 65×2 FDD
CA_25-25
米国 (Sprint) 拡張PCS バンド2を内包
26 850 814 - 849 859 - 894 45 35×2 FDD
CA_1-3-26
CA_1-26
CA_3-26
CA_26-41
KDDI/沖縄セルラー電話 (MFBI)
米国(Sprint)

中国(中国電信)

バンド5, 6, 18, 19を内包
27 850 807 - 824 852 - 869 45 17×2 FDD ESMR
28 28 700 703 - 748 758 - 803 55 45×2 FDD
CA_1-3-28
CA_1-28
CA_3-28
CA_28-41
CA_28-42
豪州 (OptusTelstra)
ブラジル (2016年予定)
ニュージーランド
中南米
APT700
28A 700 703 - 733 758 - 788 55 30×2 FDD
CA_18-28
CA_1-18-28
KDDI/沖縄セルラー電話
台湾 (亜太電信、遠傳電信、國碁電子)
APT700 (Lower Duplexer)
28B 700 718 - 748 773 - 803 55 30×2 FDD
CA_19-28
CA_1-19-28
(KDDI/沖縄セルラー電話)
NTTドコモ
ソフトバンク/ウィルコム沖縄 (旧:ワイモバイル)
台湾 (台湾大哥大)
APT700 (Upper Duplexer)
29 700 なし 717 - 728 N/A FDD
CA_2-29
CA_4-29
CA_5-29
CA_23-29
CA_29-30
CA_2-4-29
CA_2-5-29
CA_2-29-30
CA_4-5-29
CA_4-29-30
CA_2-4-5-29
CA_2-4-29-30
AT&T (予定) US lower 700 米国・US lower 700 D、Eブロックに相当
バンド2とバンド4をキャリアアグリゲーションして用いる
30 2300 2305 - 2315 2350 - 2360 45 10×2 FDD
CA_29-30
CA_2-29-30
CA_4-29-30
CA_2-4-29-30
AT&T (予定) WCS
31 450 452.5 - 457.5 462.5 - 467.5 10 5×2 FDD 中南米及びカリブ海地域
32 なし 1452 - 1496 N/A 10×2 FDD
CA_20-32
欧州 SDL
33 1900 - 1920 20 TDD
34 2010 - 2025 15 TDD 旧アイピーモバイルに割り当てられていた帯域にあたる
35 1850 - 1910 60 TDD PCS uplink
36 1930 - 1990 60 TDD PCS downlink
37 1910 - 1930 20 TDD PCS guardband
38 2570 - 2620 50 TDD
CA_38
タイ(予定)、台湾(中華電信、台灣大哥大、遠傳通信、台湾之星)、欧州、ロシア、中国 (中国移動)
39 1880 - 1920 40 TDD 中国 (中国移動) バンド33を内包
中国ではTD-SCDMA, 日本ではPHSで利用
40 2300 - 2400 100 TDD
CA_40
タイ(予定)、香港 (中国移動)、豪州 (Optus)、中国 、インド、南アフリカ、インドネシア (Bolt!)
41 2496 - 2690 194 TDD
CA_41
CA_1-41
CA_3-41
CA_8-41
CA_26-41
CA_28-41
CA_41-42
CA_41-46
CA_3-41-42
米国 (クリアワイア)
中国[11]
Wireless City Planning(AXGPサービス)
UQコミュニケーションズ(WiMAX 2+)
BRS/EBS バンド38を内包
日本では, 「BWAバンド」として使用.
42 3400 - 3600 200 TDD
CA_42
CA_1-42
CA_1-3-42
CA_3-42
CA_19-42
CA_21-42
CA_28-42
CA_41-42
CA_42-46
CA_1-19-42
CA_1-21-42
CA_3-19-42
CA_3-41-42
CA_19-21-42
CA_1-3-19-42
CA_1-19-21-42
NTTドコモ
KDDI/沖縄セルラー電話
ソフトバンク
3.5GHz帯
43 3600 - 3800 200 TDD 3.5GHz帯
44 703 - 803 100 TDD
45 1447 - 1467 20 TDD 中国 L-Band
46 5150 - 5925 775 TDD
CA_1-46
CA_3-46
CA_4-46
CA_41-46
CA_42-46
U-NII LTE-UおよびLAA用. Rel-13ではULを不使用
47 5855-5925 TDD U-NII-4
48 3550– 3700 TDD 米国 CBRS
49 3550-3700 TDD
50 1432-1517 TDD 欧州 L‑Band
51 1427-1432 TDD 欧州 Extended L‑Band
52 3300–3400 TDD
...
64 Reserved
65 2100 1920 - 2010 2110 - 2200 190 90×2 FDD MSS(2100+)
66 1700/2100 (1721) 1710 - 1780 2110 - 2200 400 70+90 FDD AWS-3
67 なし 738 - 758 N/A 20 FDD
CA_20-67
欧州 700 EU SDL
Band 28Bの上りとオーバーラップ
68 698 – 728 753 – 783 FDD ME 700
69 2570 – 2620 FDD IMT-E
70 1695 – 1710 1995 – 2020 FDD AWS‑4
71 663 – 698 617 – 652 FDD US Digital Dividend
72 451 – 456 461 – 466 FDD PMR / PAMR
73 450 – 455 460 – 465 FDD PMR / PAMR
74 1427 – 1470 1475 – 1518 FDD 米国 Lower L‑Band
75 1432 – 1517 FDD 欧州 L‑Band
76 1427 – 1432 FDD 欧州 Extended L‑Band
85 698 – 716 728 – 746 FDD Extended Lower SMH
...
252 なし 5150-

5250

FDD Unlicensed NII-1
255 なし 5725-

5850

FDD Unlicensed NII-3

UE Category

ここでは、Release8から11までで策定されたUE Categoryを下表で示す。

名称 カテゴリー リリース 下り方向 (DL) 上り方向 (UL) MIMO 採用端末
最大受信速度 256QAM 最大送信速度 64QAM
LTE-
Advanced
Category 0 Release 12 1Mbps 非対応 1Mbps 非対応 1 ーーー
LTE Category 1 Release 8 10Mbps
(≒10.29Mbps)
5Mbps
(≒5.16Mbps)
2 ーーー
Category 2 50Mbps
(≒51.02Mbps)
25Mbps
(≒25.45Mbps)
ーーー
Category 3 100Mbps
(≒102.0Mbps)
50Mbps
(≒51.02Mbps)
iPhone 5/5s/5c
Galaxy S III
Category 4 150Mbps
(≒150.7Mbps)
50Mbps
(≒51.02Mbps)
iPhone 6/Plus/SE
XPERIA Z1
Category 5 300Mbps
(≒299.5Mbps)
75Mbps
(≒75.37Mbps)
対応 4 ーーー
LTE-
Advanced
Category 6 Release 10 300Mbps
(≒301.5Mbps)
50Mbps
(≒51.02Mbps)
非対応 2 or 4 iPhone 6s/Plus
Galaxy S6/Edge
Category 7 100Mbps
(≒102.0Mbps)
ーーー
Category 8 3.0Gbps
(≒2998Mbps)
1.5Gbps
(≒1497.8Mbps)
対応 8 ーーー
Category 9 Release 11 450Mbps
(≒452.2Mbps)
50Mbps
(≒51.02Mbps)
非対応 2 or 4 AQUOS Zeta SH-01H
Category 10 100Mbps
(≒102.0Mbps)
ーーー
Category 11 600Mbps
(≒603.0Mbps)
対応可能 50Mbps
(≒51.02Mbps)
ーーー
Category 12 100Mbps
(≒102.0Mbps)
ーーー

Release 12以降は、DL(受信)CategoryとUL(送信)Categoryを分離して様々な組み合わせで策定することになる。例えば、
・UE Category 6であれば、DL Category 6 / UL Category 3
・UE Category 7であれば、DL Category 7 / UL Category 7
・UE Category 11であれば、DL Category 11 / UL Category 3
に相当する。
下表にRelease 12以降のCategoryを示す。

名称 リリース DL Category UL Category 下り方向(DL) 上り方向(UL) MIMO 後方互換性
最大受信速度 256QAM 最大送信速度 64QAM UE Category DL Category UL Category
LTE-Advanced Release 12 DL Cat.0 UL Cat.0 1Mbps 非対応 1Mbps 非対応 1 不可 ーーー ーーー
DL Cat.6 UL Cat.5 300Mbps
(≒301.5Mbps)
75Mbps

(≒75.37Mbps)
対応 2 or 4 Cat.6/4 ーーー ーーー
DL Cat.7 UL Cat.13 150Mbps

(≒150.7Mbps)
Cat.7/4 ーーー ーーー
DL Cat.9 UL Cat.5 450Mbps
(≒452.2Mbps)
75Mbps

(≒75.37Mbps)
Cat.9/6/4 ーーー ーーー
DL Cat.10 UL Cat.13 150Mbps

(≒150.7Mbps)
Cat.10/7/4 ーーー ーーー
DL Cat.11 UL Cat.5 600Mbps
(≒603.0Mbps)
対応可能 75Mbps

(≒75.37Mbps)
Cat.11/9/6/4 ーーー ーーー
DL Cat.12 UL Cat.13 150Mbps

(≒150.7Mbps)
Cat.12/10/7/4 ーーー ーーー
DL Cat.13 UL Cat.3 390Mbps
(≒391.6Mbps)
必須 50Mbps

(≒51.02Mbps)
非対応 Cat.6/4 ーーー ーーー
UL Cat.5 75Mbps

(≒75.37Mbps)
対応 ーーー ーーー
UL Cat.7 100Mbps

(≒102.0Mbps)
非対応 Cat.7/4 ーーー ーーー
UL Cat.13 150Mbps

(≒150.7Mbps)
対応 ーーー ーーー
DL Cat.14 UL Cat.8 3.9Gbps
(≒3916Mbps)
1.5Gbps
(≒1497.8Mbps)
8 Cat.8/5 ーーー ーーー
LTE-Advanced Pro Release 13 DL Cat.15 UL Cat.3 800Mbps
(≒798.8Mbps)
対応可能 50Mbps

(≒51.02Mbps)
非対応 2 or 4 Cat.11/9/6/4 ーーー ーーー
UL Cat.5 75Mbps

(≒75.37Mbps)
対応 Cat.11 Cat.5
UL Cat.7 100Mbps

(≒102.0Mbps)
非対応 Cat.12/10/7/4 ーーー ーーー
UL Cat.13 150Mbps

(≒150.7Mbps)
対応 Cat.12 Cat.13
DL Cat.16 UL Cat.3 1.0Gbps
(≒1051.3Mbps)
50Mbps

(≒51.02Mbps)
非対応 Cat.11/9/6/4 ーーー ーーー
UL Cat.5 75Mbps

(≒75.37Mbps)
対応 Cat.11 Cat.5
UL Cat.7 100Mbps

(≒102.0Mbps)
非対応 Cat.12/10/7/4 ーーー ーーー
UL Cat.13 150Mbps

(≒150.7Mbps)
対応 Cat.12 Cat.13
DL Cat.17 UL Cat.14 25Gbps
(≒25065Mbps)
必須 9.5Gbps
(≒9585.6Mbps)
8 Cat.8/5 Cat.14 Cat.8

IoT向け

ここでは、IoT向けにRel.12・Rel13で規定された規格について下表で示す。[12]

リリース 所要帯域 通信距離 下り方向(DL) 上り方向(UL) 省電力機構
Cat.0 Release12 1Mbps 1Mbps
LTE-M Release12 1.08MHz 11km 10〜1Mbps 10〜1Mbps PSM,CDRX,ext.I-DRX
NB-IoT Release13 180KHz 15km 250Kbps 250Kps(マルチトーン)/20Kbps(シングルトーン) PSM,CDRX,ext.I-DRX

各国・地域の状況

日本の状況

オペレータ毎のLTEバンド(○:利用中/予:利用予定)
オペレータ バンド
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 65 66 67
NTTドコモ [13]
KDDI/沖縄セルラー電話 [14] [15]
ソフトバンク [16] [17] [18]

700MHz帯 (Band 28) は、 LowバンドがKDDI/沖縄セルラー電話連合に、MiddleバンドがNTTドコモに、Highバンドがイー・アクセス (現在はソフトバンクモバイル) に、それぞれ割り当てられていて、いずれのグループもLTE向けに利用を予定している。なお、各グループが実際に利用可能となるのは早くても2014年 - 2015年頃であり、現在この周波数帯を利用している事業者に対する立退き・移行措置の実施が完了して、初めて利用開始となる。これは、ソフトバンクモバイルに割り当てられた900MHz帯についてもほぼ同様である。

NTTドコモ
2006年7月から8月にかけて装置開発に向けたメーカーを募集[19]
2007年7月より実証実験を開始している[20]
2008年2月 - 3月には、神奈川県横須賀市での屋外実証実験にて250Mbpsのパケット信号伝送に成功[21]
ユビキタス特区制度を利用し、富士通と共同で北海道札幌市市街地で1.5GHz帯の電波を利用したフィールド実証実験を行い[22][23]、4×4 Pre-coding MIMOを適用し、帯域幅10MHz×2にて下り最大120Mbpsの伝送を実現した[24]。ほかにも、低消費電力のMIMO信号分離用LSIを試作するなど、ハード面での研究開発も行っている[25][26]
2010年6月8日、LTE商用ネットワークの試験運用を開始[27]
2010年7月29日、ドコモのLTEサービス名を「Xi (クロッシィ)」と発表。
2010年12月24日に、5MHz×幅×2の帯域を使用した商用サービスを開始した。この時点ではFOMAハイスピードとのデュアル式のデータ端末 (L-02C) のみで、2GHz帯 (Band 1) を用いる。
2011年度からFOMAとのデュアルモード端末で音声通話サービスを提供した。
2012年11月16日からは、新800MHz帯 (Band 19) および1.5GHz帯 (Band 21) によるサービスを開始し、東名阪を除く地域 (東名阪では2014年3月末のMCAバンドの免許失効まで獲得した1.5GHz帯のうち7.5MHz幅×2が使えないため) で下り最大112.5Mbpsの通信速度に対応したが、2012年冬モデル (Xi端末のほとんどが1.5GHz帯エリア対応) の時点では端末がUE Category 4に対応していないため、15MHz幅×2がフル活用できるエリアであっても下り最大112.5Mbpsのスピードは出せず、下り最大100Mbps程度でのサービスでの提供となるとしている。また、2013年9月20日からは iPhone 5s/5c の発売と同時に東名阪バンドである1.7GHz帯 (LTEとしては1800MHz帯。Band 3) によるサービスを開始した[28]。2015年1月頃からは、700MHz帯(バンド28)によるサービスを開始。
ドコモでは、過去のPDCや、FOMA初期のW-CDMA標準仕様の非準拠という反省を踏まえ、世界市場と協調して規格の制定・導入を行うと表明しており、商用サービスの開始についても、W-CDMAの時のように世界初ではなく、他国のオペレーターの開始と合わせたものになった。
2014年6月からは、順次VoLTE(ドコモでは「ボルテ」と表記する)による音声通話サービスの提供を開始した。
2016年より、TD-LTEのサービスを開始予定。当初は、Bands 3のFDDバンドとのCAサービスとなる予定としていることから、東名阪地区限定となる見通し。
KDDI沖縄セルラー電話連合 (各auブランド)
同社は当初、同社が推進する『Ultra 3G』の構想の一環として第3.9世代の通信方式にUMBを導入する予定だった。なお、2009年 - 2010年には「CDMA 1X WIN」の最上位サービスにあたるCDMA2000 1x EV-DO Rev.Bのサービスを検討していたが、LTEの導入を決定したため、Rev.Bの導入を解消した[29]。その代わりにCDMA2000 1x EV-DO Multicarrier Rev.A (新800MHz帯および2GHz帯の電波を利用する) をWIN HIGH SPEEDとして2010年10月に開始した[30][31]。また、ブランド名称に4Gを入れた理由は、LTEを4Gと呼称してよいとなった上、世界的にもベライゾン・ワイヤレス、およびスプリント・ネクステルなどがLTEを4Gとして扱っているため、それに合わせた形となった。
2008年11月7日、第3.9世代の通信方式にLTEを導入することを明らかにした[32]
2008年12月3日に正式にリリースを行った[33]
2010年3月には那須塩原地区にLTEに対応した5つの基地局を設置した。
2012年9月21日、LTEサービス「au 4G LTE」はiPhone 5の発売に併せる形で[34]商用サービスを順次開始[35]し、当面の間は2.1GHz帯 (Band 1) をiPhone 5用に、N800MHz帯 (Band 18) および1.5GHz帯 (Band 11) をLTE対応のAndroid搭載スマートフォン用にそれぞれ割り当てられる[36]。他キャリアのLTEサービスにない独自の技術として「eCSFB (enhanced Circuit Switched Fallback)」という高速なCSフォールバック (音声着信時にLTEから3Gに回線を約4秒で切り替える技術) がサービス開始当初から導入されているのが同キャリアの最も大きな特徴となっている[37]
2012年9月21日の時点では、バンド1によるサービスを開始。11月2日よりバンド11/18によるサービスも開始。2013年夏発表のAndroid端末からは今までのバンド18・バンド11のみだったものがバンド1にも対応するようになり、一部地域で100Mbpsに対応した。
2013年9月20日より発売が開始されたiPhone 5s、およびiPhone 5cに関しては、2.1GHz帯 (Band 1) に加え、新たに従来のiPhone 5に対応していなかったN800MHz帯 (Band 18) に対応している。
2014年夏からは、N800MHz帯と2GHz帯のキャリア・アグリゲーション(CA)技術による150Mbpsのサービスを開始した。
2014年12月からは、VoLTEによる音声通話サービス「au VoLTE」のサービスを提供開始。
ソフトバンクモバイル(現・ソフトバンク(新))
2008年1月から2月にかけて日本エリクソンと共同で屋内実験を行った[38]。2009年初めよりファーウェイの実験装置を用い、茨城県水戸市で実験を行うと発表した[39]
2009年度中にユビキタス特区制度を利用し福岡県北九州市八幡東区でも実証実験を行った。1.5GHz帯の電波を利用する[22]
2011年の段階では1.5GHz帯でDC-HSDPAのサービスを開始。
2012年9月21日、LTEサービス「SoftBank 4G LTE」は2GHz帯 (Band 1) の5MHz×2を使用して先述のKDDI/沖縄セルラー連合と同様に商用サービスを開始した[40]。:2012年12月、当初テザリングには当面対応しない[41]としていたが、対応することとなった。
2014年夏ごろからは、900MHz帯 (Band 8) の利用可能な周波数幅が従来の5MHz×2(3Gにて利用)から15MHz×2へ拡大したため、新たに利用可能となった10MHz×2を使いLTEサービスを開始した。
VoLTEについては、2014年末に開始。
ソフトバンク・ウィルコム沖縄連合 (各Y!mobileブランド、旧・ワイモバイル)
2008年10月6日東京都港区での屋外実証実験に向け実験試験局免許を申請した (1.5GHz帯の電波を利用する)[42]。2011年11月より既存の獲得帯域 (1.7GHz帯) で試験電波実験を開始し、本サービス「EMOBILE LTE」は2012年3月15日より開始した。帯域自体は従来の3.5Gと同一のものを使うが、欧州との協調性などを考慮し、該当する帯域を完全に包括した帯域である1800MHz帯 (Band 3) として運用している。
端末としては、2012年にUE Category 4に対応したGL04P (ファーウェイ製) が発売され、上り最大150Mbpsの高速通信に対応している。しかし、端末はUE Category 4対応を標準化し、製品を投入するも、それに必要な帯域幅をワイモバイルが保有していないうえ、保有している帯域もDC-HSDPAと共用しているため、端末の性能を生かし切れていないのが現状である。
当面は、1800MHz帯の現有帯域に隣接する5MHz幅×2の確保を要望していくこと中心に目指す方向としていた (3.5GHz帯は、ソフトバンクモバイルと実質一体運営と看做されて応札できない可能性もあり、現実的ではないため、まず1800MHz帯を、としていた) が、ソフトバンクモバイルに吸収合併されたため、ソフトバンクモバイルの免許帯域幅が他社を凌駕する状況となったこともあって、未確定要素を大きく含んでいる。
VoLTEのサービスについては、2015年7月より、元々のソフトバンクモバイルの回線を利用したタイプ1契約にて利用開始となった。

今後の方向性

SIMロックとの関係

現在、日本では3Gとして、NTTドコモソフトバンクモバイルイー・モバイルW-CDMA、KDDI/沖縄セルラー電話 (各auブランド) がCDMA2000 (→CDMA2000 1x) を採用しており、端末にはすべてSIMロックがかけられている。仮に、すべての端末をSIMフリー化したとしても、au端末は他のキャリアでは(auの携帯回線を使用した仮想移動体通信事業者を除く)使えないことになり、SIMフリーの意味合いは薄れる。

次世代の携帯電話規格がLTEで統一されるとなると、SIMロックフリー化も進めやすくなると考えられ、携帯電話端末と事業者間の縛りも無くすことが可能となる。ただし、各キャリア独自のサービスは他社端末で利用できる可能性は低く、SIMフリー化の恩恵はiモードEZwebspモードメールやIS NETによるメールを利用するアプリを利用しないスマートフォン利用者、海外出張の多いビジネスマンなどに限られる可能性が高い。また、各オペレータが採用する周波数帯の違いのほか、音声通話についても、VoIPを利用したLTEのサービスであるVoLTEではなく、ドコモが2011年冬モデルから当面の導入を予定している従来のUMTS、ないしはKDDIのケースであればCDMA2000方式の音声とのデュアルでの提供の継続可能性もあり、この点も障害になる可能性もあるとしている。

各オペレータの獲得周波数帯や3GPPが策定したバンドの違いなどによっても、利用可否が分かれてくる。なお、日本での700MHz帯は、後述のように、日本での免許認定後、「Band 28」として、3社それぞれの帯域が一括して包括される形になった。800MHz帯については、ドコモが「Band 19」、KDDI/OCTが「Band 18」と分かれているため、互換性はない。また、1.5GHz帯についても、ドコモが「Band 21」、KDDI/OCT・ソフトバンクモバイルが「Band 11」とやはり分かれている。

周波数割り当て

1.5/1.7GHz帯

当初は周波数の帯域の狭さから最大3社に免許が与えられ、落選する事業者がでる見込みだったが、2009年1月に総務省は1.5/1.7GHz帯を使うことで最大4事業者に割り当てる方針を示した[43]。このうち、1.5GHz帯は、10MHz幅2ブロックと2014年まで東名阪地区に限り利用できない7.5MHz幅 (同帯域は、デジタルMCAが東名阪バンドとして利用しているため。2014年3月末を以てデジタルMCAの免許が失効予定であり、それ以降順次利用可能となる) の帯域を含んだ15MHz幅の1ブロック、1.7GHz帯の10MHz幅1ブロックの4つで申請を受け付けることになった。

2009年5月7日に免許申請が締め切られ、4社が申請し、KDDI/沖縄セルラー電話連合が1.5GHz帯 (希望帯域幅は非公表) でLTE向け、ソフトバンクモバイルが1.5GHz帯で10MHz帯域幅を利用しHSPA+・DC-HSDPA・LTE向け、イー・モバイルが1.7GHz帯・帯域幅が10MHzでHSPA+・DC-HSDPA・LTE向け、NTTドコモが周波数帯・帯域幅とも非公表だがLTE向けとして申請を出した事が明らかになった。


2009年6月10日に免許の交付予定が明らかになり、KDDI/沖縄セルラー電話連合とソフトバンクモバイルが、何れも1.5GHz帯 (Band 11) 10MHz幅、NTTドコモが1.5GHz帯 (Band 21) 15MHz幅、イー・モバイルが1.7GHz帯 (Band 9) 10MHz幅をそれぞれ割り当てられた。

なお、NTTドコモは1.5GHz帯 (Band 21) とFOMAサービスエリア用に使われている2GHz帯 (Band 1)、FOMAプラスエリア用に使われているN800MHz帯 (Band 19) のオーバーレイによりLTEを展開する予定で (当初は、2GHz帯のみの利用で、データ端末のみ。FOMA網を利用した音声とのデュアル端末は2011年度冬春モデルから全国展開。1.5GHz帯およびN800MHz帯でのLTEサービスは、2012年度第3四半期より展開予定[44])、LTEとFOMAのデュアルモード端末での展開となっている (即ち、LTEのエリア外でも、FOMAサービスエリアないしはFOMAプラスエリア、東名阪バンドの1.7GHz帯での利用が可能となる)。なお、サービス開始当初音声サービスは当面LTE網では提供せず、FOMAネットワークを利用する形を取った。また、海外事業者ローミング受け入れの関係で、割当の2GHz帯をすべてLTEへ転用することはしないとしており、今後周波数帯の割当があった場合は、LTE向けに丸々利用する方針を検討している。ちなみに、2012年11月に開始された、band 21による、下り最大112.5Mbpsサポートについては、UE Category 4に対応した端末が必要であり、2012年冬モデルでは、発表された端末すべてがUE Category 3に対応した端末であるため、対応エリアでは、下り最大100Mbpsであった。

KDDI/沖縄セルラー電話連合はN800MHz帯 (Band 18)/2GHz帯 (Band 1)/1.5GHz帯 (Band 11) のオーバーレイ (N800MHz帯をメインバンドとして10MHz幅×2を利用し、サブバンドとして2GHz帯および1.5GHz帯を用いる方針で、N800MHz帯の残り5MHz幅分は、WINで継続利用の方針) により、LTEを展開予定。KDDI/沖縄セルラー電話についても、音声はサービス開始当初は既存のCDMA2000網で対応するとしていた。今後周波数帯の割当があった場合は、LTE向けに丸々利用する方針を検討している。

ソフトバンクモバイルは、LTEは既存のSoftBank 3Gで利用している2GHz帯 (Band 1) の5MHz幅×2を利用し、1.5GHz帯 (Band 11) はHSPA+DC-HSDPAで利用する。後述のように、新規に割当方針が検討される、他社のような800MHz帯を持っていないことを理由として900MHz帯 (Band 8) の獲得に固執しており、獲得した場合は、当初から利用できる5MHz幅×2はHSPA+として運用を行う方針で、LTEでの利用は後から利用できる10MHz幅分×2となる予定。900MHz帯はすでに3GPPで策定されているBand8に相当する帯域であることから、一部3G端末でも、現状ではローミング向けではあるものの、Band8の利用が可能な端末を発売している。

イー・モバイル (現・ワイモバイル) は、すでに利用している1.7GHz帯 (Band 9) と新規獲得予定の帯域とを連続する形で、2010年10月をめどにDC-HSDPAで5MHz幅分 (従来の割り当て幅に隣接する、当社とBBモバイルのいずれかに追加割り当てを予定していた幅分) を新たに利用開始し、残る5MHz幅分 (当初、BBモバイルに割り当てされていた帯域) を、2012年3月をめどにLTEによる利用でそれぞれ計画している (この場合、下り37.5Mbpsまでしかスピードが出ないため、DC-HSDPAの運用を行っていない基地局については使っていない5MHz幅分をLTE用にした上で、下り75Mbpsとして運用するとしている)。これに伴い、2011年11月より商用サービスの試験運用を開始した。今後、周波数帯の新規割当があった場合は、LTEバンドとして利用する方針。2012年3月に商用サービスを開始し、欧州などとのハーモナイズの関係から、帯域自体は従来の3Gと同一の1.7GHz帯ながらも、日本国内の1.7GHz帯の帯域を丸々包括する、1800MHz帯に相当するBand 3として運用している。

なお、本帯域は逼迫対策バンド (ワイモバイルを除く) の意味合いが強く、本来のLTE向け帯域としては既存の帯域ないしは、後述の700/900MHz帯がメインとされている (上述のように、KDDI/沖縄セルラー電話連合も、LTE向け帯域としては、N800MHz帯 (Band 18) をメインバンド、2GHz帯 (Band 1) および1.5GHz帯 (Band 11) をサブバンドに位置づけているとしている)。

現在、ワイモバイルが認可されている1.7GHz帯に隣接する5MHz幅×2部分 (全国バンド) の割当 (当該帯域は、3GPPが設定するband 9部分からは外れているため、現実的には、LTE向けBand 3として利用する形となるものとみられている) が検討されているが、イー・アクセスのソフトバンクグループ入りなどもあり、割当の予定時期等については明らかにされておらず、利用可能時期が未定であり、今後の状況により割当自体が不透明な状況となっている。2013年初頭の時点では、ワイモバイル、ドコモ、KDDI/沖縄セルラー電話連合が獲得意向を表明しており、イー・アクセスは現在の帯域を拡張して20MHz幅×2としての利用、ドコモ・KDDI/OCT連合は、逼迫対策バンドとして5MHz幅×2での利用を検討しているが、既存の東名阪バンドと隣接していないドコモおよび同帯域自体を保有していないKDDI/OCT連合は、LTEでのキャリア・アグリゲーション(CA)による他帯域との連動活用を将来的な視野に入れているとしている (因みに、ドコモの場合、25MHz幅×2の帯域自体が連続していたとしても、LTEでは連続して最大20MHz幅×2でしか利用できないため、データ通信の高速化にあたってはCAを行う必要がある)。

ワイモバイルについては、2015年4月1日付でソフトバンクモバイルに吸収合併された。合併後のソフトバンクモバイルが所有する帯域がWCP分を合算すると、ドコモだけでなくUQを合算したKDDIまでも上回るため、1800MHz帯のワイモバイル (同社吸収合併後のソフトバンクモバイル) への追加割当には不透明な要因が生じている。

2018年を目処に、旧ワイモバイル割り当て部分に隣接する帯域(前述の5MHz幅×2を含む)を20MHz幅×2が2ブロック、ドコモ東名阪バンドの帯域と同じ部分の東名阪以外での割当(トータルで、20MHz幅×2)を行う予定となっており、割当された事業者は、防衛省が利用している公共用固定局を他の帯域に移動が終わった部分及び地域から利用可能となる予定。

東名阪外バンドを除く帯域は、後述の3.5GHz帯の2ブロックとセットで募集されることから、4ブロックとなり、新規事業者を含めた4事業者に割当される可能性もあるとされ、4ブロックに優先順位をつけて応募することができるとしている。なお、応募する新規事業者が出た場合には審査内容により、既存事業者を劣後(新規事業者を優先)とする場合もあるとしている。

東名阪外バンドについては、東名阪の同じ帯域をすでに丸々NTTドコモに割当されている事から、ドコモが全国で利用できるように他の帯域とは別枠で応募する方針としている。

700/900MHz帯

800MHz帯再編後、700MHz帯/900MHz帯 (いわゆる、プラチナバンドと称される) が、移動体通信向け新バンドに割り当てが実施された。700MHz帯は、CDMA2000を提供する米・ベライゾン・ワイヤレスや、UMTSを提供する米・AT&TがLTEで利用予定の帯域に近い周波数帯 (北米ハーモナイズ案の場合) である (いわゆる、SMHバンド) 。900MHz帯はUMTS900 (Band 8) に近い周波数帯で、国際調達力、相互ローミングなどの向上を期待する声もあったが、日本の700MHz帯はアジア太平洋地域にハーモナイズしたAWF案になり、北米市場とハーモナイズはできなかった。

900MHz帯の割り当て可能な周波数範囲は900 - 915MHzおよび945 - 960MHzの計30MHzで、ここに3GPPバンド8相当の15MHz幅×2を1ブロック分割り当てる案が有力とされている。700MHz帯は割り当て可能な周波数範囲が全体で710MHz - 806MHzの96MHzであるが配置は未定。700MHz帯配置案には北米にハーモナイズした案やアジア太平洋地域にハーモナイズしたAWF案などがある。2015年自店での世界のLTE市場はその50%以上が北米であり、国際調達力はLTE市場の大きい北米案が優位、AWF案は割り当て帯域幅で優位と思われていた。しかし、AWF案は送信周波数703MHz - 748MHz、受信周波数758MHz - 803MHzのバンドギャップ55MHzとなっているために日本の710MHzからの割り当てでは45MHz×2を全て割り当てることは不可能である。TV放送とのガードバンドを15MHz、800MHz帯上りとのガードバンドを15MHz必要な上にバンドギャップ55MHzで配置しようとすると、700MHz全体で96MHz空いていた帯域が20MHz×2しか割り当てできず、当初周波数利用効率が良いと思われていたAWF案の思惑から大きく外れている。このため、諸外国とのハーモナイズを重視した場合は割当が2社になってしまう可能性があること、3社に割り当てる形にする場合は3GPPによる新たなバンド策定を要する形となる。後者の場合は、日本ローカルな周波数帯となる恐れが出てくる。対して、前者の場合は、900MHz帯に割り当てられる事業者を含め、落選事業者が1社出る恐れがあるとしている。

700MHz帯/900MHz帯割当方針については、総務省が上記の年度をめどに割当を検討しており、2011年8月に同省が募集した意見書が9月に公開されたものによると、ソフトバンクバンクモバイルは900MHz帯に固執しており、獲得できなかった場合には訴訟も辞さない意向を示しているが、他の事業者については、ワイモバイルが900MHz帯15MHz幅ないしは700MHz帯の10MHz幅ないし15MHz幅、KDDI/沖縄セルラー電話は900MHz/700MHz帯のいずれかを15MHz幅、ドコモは900MHz/700MHz帯で、帯域幅は明らかにしていない。なお、利用通信方式は、いずれの事業者もLTE向け (ソフトバンクモバイルのみ、当初から利用可能な5MHz幅はHSPA+向けに運用してからの転換を検討) としている。これに対し、ワイモバイルは、900MHz帯を獲得できた場合は、世界初の900MHz帯 (Band 8) によるLTEサービスを開始し、データ通信網で同社のMVNOとなっているソフトバンクモバイルを含め、同社の回線を利用した新規MVNO事業者を募る方針を目指すとしていた。900MHz帯については、他社は[45]100MHz幅クラスの帯域を保有しており (ドコモは東名阪バンドを含め140MHz幅)、なおかつ、ゴールデンバンド/プラチナバンドもIMT-コアバンドも自社で保有していないことから、700MHz帯よりも先に割り当てられることもあり、優先的に割当がほしいという意図もあるようである。

2012年1月27日、900MHz帯の免許申請が締め切られ、SBMは当初から利用可能な5MHz幅分はHSPA+向けとする計画 (残りをLTE向けに利用)、ドコモおよびKDDI/沖縄セルラー電話はすべてをLTE向けとして利用する計画を提出しているが、イー・アクセスについては、当初利用可能な5MHz幅分は、HSPA+向けとして利用し、2015年から利用可能となる残り10MHz幅分をLTE向けとの計画を提出し、これまでの、獲得周波数帯をLTE向けにすべて配分するという方針を事実上撤回していることを明らかにしている。

2012年2月29日付で、900MHz帯はソフトバンクモバイルへの割当が決まった。

2012年6月28日付で、700MHz LowバンドがKDDI/沖縄セルラー電話に、700MHz MiddleバンドがNTTドコモに、700MHz Highバンドがイー・アクセスに免許が交付された。その後、3GPPでは3社の帯域を包括して「バンド28」に定めた(後に、Bands 28は、APTバンドとも称されている)。

ただし、2012年10月1日に、ソフトバンクモバイルの曽祖父会社にあたるソフトバンク(旧法人。現・ソフトバンクグループ)が、イー・アクセスとの株式交換による経営統合を発表し、イー・アクセスの1800MHz帯のLTE網をソフトバンクモバイルの利用者に、900MHz帯/2.1GHz帯のW-CDMA網をイー・アクセス利用者に相互開放する方針を明らかにした。このため、経営統合が実現した場合、ソフトバンクグループ全体では、700MHz帯 (10MHz幅×2、eA)/900MHz帯 (15MHz幅×2、SBM)/1.5GHz帯 (10MHz幅×2、SBM)/1800MHz帯 (15MHz幅×2、eA)/2100MHz帯 (20MHz幅×2、SBM)/PHS帯域 (35.1MHz幅、ウィルコム)[46]/BWA帯域 (30MHz幅、WCP) を保有することになり、ドコモ[47]KDDIグループ (UQコミュニケーションズおよび沖縄セルラー電話の帯域幅を含む) [48]を大きく凌駕することから、現在使用できていない700MHz帯 (イー・アクセス免許取得帯域分) を含め、今後の動向が注目される。なお、ソフトバンクグループの孫正義CEOは、グループでの700MHz帯の利用は当然として行うことを示唆している。

これに加え、2013年には、BWA(2.5GHz帯)の拡張バンドの割当がUQコミュニケーションズに丸々割り当てられたこともあり、KDDI系とソフトバンク系がグループ全体として保有する全国で使える帯域がドコモをいずれも上回る状況 (ドコモに割り当てられている東名阪バンドを含めての帯域であり、全国バンドのみでみた場合はドコモが他社に比べて逼迫している状況となる) となり、。

2GHz帯TDDバンド

かつて、アイピーモバイルへの免許割り当て方針となった帯域について、総務省は免許交付予定の取り消しが行われたが、2017年時点で今後の活用・割当についての動きは特段にはない。TD-LTEでは、当帯域はBand 34に規定されている。

3.5GHz帯TDDバンド

第4世代以降向けとして、FDDバンドの上り帯域相当部分の巻き取り時期を考慮し、早期の帯域確保の観点から、TDDバンド (Band 42に包括される)[49]が割り当てされた。

2014年12月に、3社に40MHz幅ずつ割当が相当としたことが発表された。KDDIでは、当帯域を低周波数帯域の「プラチナバンド」と対をなす意味を込めて、「ダイヤモンドバンド」と称している[50]

2016年内を目処に、NTTドコモでは、当帯域2波(20MHz幅を2波)とLTE1800MHz帯の3波によるキャリア・アグリゲーションにて、下り最大370Mbpsのサービスを開始する予定としている。ただし、LTE1800MHz帯は、ドコモでは東名阪バンドであるため、当初は東名阪限定での提供となる予定。

2018年を目処に、前述の1800MHz帯追加と共に、ドコモの割当に隣接する低い帯域から40MHz幅2ブロックを新たに割当が予定されている。こちらについては、既存の割当先となる、放送事業者の帯域の移動が行われた後に順次利用可能としている。

TD-LTEの「互換」とされているサービス

日本では、ソフトバンクグループ傘下のWireless City Planningが、モニターサービスで使用していたeXtended Global Platform (XGP) 方式の採用をやめ、TD-LTEと100%互換のAXGP (Advanced eXtended Global Platform) 方式を2011年11月より採用。その後、同社のMVNOとしてソフトバンクがSoftBank 4Gの名称にて2012年2月より開始すると発表し[51]、現在サービス提供中である。また、ソフトバンクではAXGP通信対応スマートフォンやモバイルルータを多数提供している。

KDDI傘下のUQコミュニケーションズがTD-LTE互換のWiMAX Release2.1を採用する方向で検討すると発表[52]し、2.5GHz帯の周波数追加割り当てがなされた場合に限りサービスを開始するとしていたが、正式に20MHz幅分丸々割り当てが決まったため、新規割り当て部分を利用してWiMAX 2+サービスを2013年10月31日に開始した。また、+WiMAXサービスのようにKDDI(au)からWiMAX 2+対応スマートフォンが販売されている。なお、両社とも、利用者認証にはUIMカードを用いる形になっている。これは、TD-LTEの認証方式が、W-CDMA系サービスと同様、UIMカードに記録された電話番号を採用していることに起因するもの。因みに、2013年度時点で、WiMAX 2+はKDDI契約、AXGPサービスはソフトバンク契約とのデュアルモードで提供されていることもあり、前者はKDDIないしは沖縄セルラー電話の電話番号が、後者はソフトバンクの電話番号が焼き付けられており、携帯電話電話番号で利用者認証を行う。このため、前者については、UQ WiMAXとは異なり、UIMを挿入した状態の特定の機器でしか認証できなくなった。また、音声サービスは提供する予定はなく、MVNOとして提供される事業者側の音声方式などを利用する形となる。なお、総務省では、BWA事業者には電話番号の割当を行わないとしていた。このため、かつてのXGPサービスには、電話番号の入っていないUIMカード状のICチップ(XGP Cardと称した)で利用者認証を行っていた。

このことが起因しているためか、2014年2月時点で、他社へのMVNO提供によるサービスではなく、Wireless City Planningによる独自の提供がなされていない状況にある。同様に、WiMAX 2+についても、HWD14のUQブランド版をサービス提供用の端末として用いるなど、KDDI回線のMVNOとのデュアル契約の形でしか提供されない。

互換性があることから、LTE-Advancedの機能の1つであるキャリア・アグリゲーション(CA)についても対応可能とされ、Wireless City Planningが2014年秋ごろをめどに、既存の利用可能帯域である20MHz幅と、割り当て自体は既にあったもののこれまで利用ができなかった10MHz幅を併せる形で、CAに対応させる方針。帯域自体は連続しているが、母体となるTD-LTE方式自体が最大で20MHz幅までしか連続で利用できないため、CAによって組み合わせるという。

なお、KDDI・ソフトバンクとも、TD-LTE互換サービス網でのVoLTE利用はできず、自社網LTEエリアでの利用とする予定としている。

技術的には、LTEとTD-LTEのキャリア・アグリゲーションは可能だが、事業者が別であることから、UQのWiMAX 2+とauのLTE、WCPのAXGPとソフトバンクのLTEをキャリア・アグリゲーションとすることは、認められていなかったが、2016年末以降のいずれかの時期に、WiMAX 2+の2波とKDDI自前のLTE帯域うちの1波の計3波によるCAの実施を行う予定としている。

米国

2010年9月21日、米業界5位のオペレータであるMetroPCSは商用LTEサービスをラスベガスで開始した。AWSEnglish版帯 (1700MHz帯、Band 4) を使用する。

2010年12月、ベライゾン・ワイヤレスは商用LTEサービスをSMHバンドブロックc (700MHz帯、Band 12) にて開始し、同年にはAT&TモビリティがSHMバンドブロックbに相当する700MHz帯であるband 17でサービスを開始した。その後、同社では、Band 4 (AWSバンド) も利用開始した。

2012年7月には、スプリント・ネクステルが、PCSバンドGブロック(band 25)で商用サービスを開始した。同年10月にはグアムドコモパシフィックがband 17でLTEサービスを開始している[53]

T-Mobile USAは、2013年3月よりAWSバンドで、一部地域で商用サービスを開始した。

欧州

欧州はまさに3Gが普及し始めた段階にあり、LTEの導入よりも、今あるGSMと新たな3G、将来のHSPA Evolutionという流れに横からLTEという選択肢が加わったのを、今後、米日やアジアといった他地域でのLTEの普及を見ながら、検討していくところである[8]

2009年12月14日、TeliaSoneraはスウェーデンのストックホルムとノルウェーのオスロで商用LTEサービスを開始した[54]

アジア

中国では、現在UMTSを採用している中国聯合通信CDMA2000を導入している中国電信が、いずれもLTEへの移行を検討している。一方で、中国移動通信は、現在の3G (TD-SCDMA) の次の世代の通信規格として、LTEのTDD版であるTD-LTEを導入する予定であると伝えられていたが、2013年12月に入り、ようやく商用サービスが開始された。免許自体は中国聯通と中国電信にも付与なされているが、免許が下りた帯域幅は中国移動に比べて著しく少なく、不均衡な状態とされている。このため、2014年以降に、中国聯通・中国電信への新規の周波数帯の割当を含めたLTEサービスの免許が出るか否かが判断されることになった (事実上、TD-LTEのサービス提供をバーターとして、LTEサービスの提供を認める状況と云ってもよい)。

香港では、2010年11月25日より、CSLにて2600MHz帯のLTEサービスが開始されている。

韓国では、2011年7月1日より、SKテレコムとLG Uplusにて商用LTEサービスが開始された。SKテレコム、LG Uplus共に800MHz帯を利用する。2012年1月3日より、KTでも商用LTEサービスが開始された。CDMAで使用していた1800MHz帯を利用する。LGU+が2012年3月付けで完全な全国網LTEサービスを開始している。これは世界初である。

タイでは、AIS、dtac、Truemove Hが2,100MHzでサービスを実施している。各社ともキャリアアグリゲーションに対応している。

台湾では、中華電信が2014年5月30日より、1800MHz帯で先行サービスを開始し、続いて6月4日より、台湾大哥大遠伝電信でも700MHz帯でサービスを開始した。各社ともキャリアアグリゲーションに対応している。

新興市場

インドやアフリカといった新興国市場は、従来の携帯電話事業者の進出が余り進んでおらず、存在するサービスもこなれた技術のGSMが主流となっている。大手携帯電話事業者は新興国市場より先に先進国市場での自社技術の普及を目指すため、こういった新興国市場は比較的規模の小さなベンチャー企業が、無線通信技術としてはLTEに先行するWiMAX技術を使うことで、新たな市場の開拓を目指すと今後の活動を表明している。ベンチャー企業が新興国市場に向かう理由の1つは、先進国市場では既に混み合った無線周波数帯の利用権取得に多額の投資が求められることがある。こういった新興国市場ではGSMと同等コストでのサービス提供が求められる[8]

国際ローミングの状況

LTEでの国際ローミングは、2014年現在は徐々に立ち上がりつつある状況である。

技術的には、GSMアソシエーションにて2010年12月にLTE上でのデータローミングに関する実装ガイドラインが策定されている[55]。2013年に入り、韓国のSKテレコムが香港・シンガポール・フィリピン・スイス・カナダでLTEローミングサービスを開始した他[56]、日本勢もソフトバンクとauが2013年9月[57][58]、日本もNTTドコモとイー・モバイルが2014年3月[59][60]に国際ローミングサービスを開始した。またベライゾン2014年を目処にLTEローミングを開始したい意向を明らかにしている[61]。ただ前述しているように、LTEでは使用される周波数帯域が国によって大きく異なっているため、単一の端末でそれらのbandの多くをカバーするのが難しいことがローミングの障壁となっている[62]

また音声サービスでのLTEローミングは、そもそもLTE上の音声サービスであるVoLTEがほとんど使われていないことから、普及していない。海外では、韓国のLG U+が日本のKDDIエリアにて、世界初のVoLTEローミングサービスを2015年4月12日に開始。日本では、NTTドコモが韓国の提携先事業者であるKTとVoLTEローミングを行っているにすぎず、2011年ごろから一部ベンダの間で実証実験が行われているものの[63]、普及はまだ先になるものと見られている。

新たな無線端末と今後の展開

LTEが高速通信だけでなく接続遅延も短いのは、携帯電話機やラップトップパソコンより小型軽量の携帯情報端末での採用を想定して開発されたためである。LTEの登場後は、モバイルWiMAXXGPといった通信規格と通信サービスでの競争がはじまり、日本では仮想移動体通信事業者 (MVNO) という非インフラ型の通信サービスを生み出すことになる。VoLTEの提供も始まれば通信網上の電話接続とインターネット接続の境界はだんだんあいまいになる。

将来的に4G(ここではLTEをのぞく)の携帯電話通信が開始される時に、使用電波帯域が3.9G (LTE) と4G (IMT-Advancedなど) で異なっても、LTEの方で共通する点の多い技術を使用していれば4G (IMT-Advancedなど) への移行が簡単に行なえると期待されている。LTEでは3Gに比べて、単に使用周波数の帯域を広げることで高速通信を実現するだけでなく、電波を有効活用する工夫としてフェムトセルの活用やマルチユーザーMIMOといった接続遅延の短縮をも実現する技術などを検討してきた[8]

LTE-Advanced

LTE-Advanced (LTE-A) [64]は、LTEの発展規格である。3GPPPが3GPP Release.10として2011年4月に基本仕様を策定した。

ITUの定める第4世代移動通信システムの一つ。LTEの10倍程度の速度を予定している。

同方式では、複数の周波数帯 [65] を組み合わせて利用する「キャリア・アグリゲーション」と呼ばれる技術により、最大100MHz幅×2を利用することにより、ギガビット秒オーダの通信の実現を計画している。

日本の状況

2011年1月27日、NTTドコモは、LTE-Advancedの実験用予備免許を取得した[66]。神奈川県横須賀市および相模原市にて実証実験を行った[67]

2011年1月、韓国電子通信研究院 (ETRI) が開発した伝送速度600メガビットに達するLTE-Advancedの通信実演が公開されている[68]。2013年6月26日、SKテレコムで世界で初めてのLTE-Advanced商用サービスが開始された。他社も、7月中にはサービスを開始する予定である[69]

2014年キャリア・アグリゲーション (CA) については、KDDI/沖縄セルラー電話が、Bands 1/18の各10MHz幅×2を束ねる形で、下り最高150Mbpsを実現した、4G LTE CAを開始した。NTTドコモは、1800MHz帯 (Band 3) で下り最高150Mbpsが実現できていることから、この時点ではVoLTEの導入を先行させ、2014年時点でのCAの導入を見送っており、2015年3月27日より、PREMIUM 4Gとして提供開始された (当初は、データ通信専用端末での提供)。ソフトバンクモバイルは、2015年以降をめどに、LTEネットワークでのCAの導入を検討している (AXGPのCAは、データ端末では2014年に実現し、対応端末がソフトバンクモバイルワイモバイルから発売されている)。また、ソフトバンクモバイルは、VoLTE3Gネットワークを利用したHD Voiceは、2014年12月SoftBank 402SHのアップデート完了後に、順次開始している。

2015年秋には、NTTドコモKDDIが3波の周波数帯を束ねるサービスを開始し、下り最大300Mbpsのサービスを一部地域で開始している(いずれも、800MHz帯1.5GHz帯2GHz帯を束ねている)。

2016年6月には、800MHz帯1800MHz帯2GHz帯の3波を束ねた、下り最大375Mbpsのサービスを開始予定。ただし、800MHz帯はFOMAプラスエリアを停波している基地局であること(地方エリアでは、原則、FOMAプラスエリアの停波は行わない予定。800MHz帯のフルLTE化は、主に都市部のLTE高トラフィック地域での実施とされる)、加えて、1800MHz帯は東名阪バンドであることから、限定されたエリアでのサービスとなる。加えて、同年内には、TD-LTEの3.5GHz帯の電波を利用できることから、同帯域2波と1800MHz帯の3波を束ねた下り最大370Mbpsのサービスも開始する予定。これも、1800MHz帯であることから、東名阪限定のサービスとなる予定。

脚注

  1. ITU、LTEとWiMAXの「4G」名称使用を公式に認可
  2. Clearwire、LTE技術の実地テストを開始へ | ZDNet Japan
  3. Clearwire Corp NewsRelease
  4. ワイヤレスブロードバンド事業成長戦略への取り組み - 日本電気株式会社
  5. 日本でも今年第2四半期にTD-LTEのテストを始める
  6. インドで新たにLTE周波数割り当ての動き/TD-LTEサービスは年内にも開始か - WirelessWire News
  7. 世界初のTD-LTE商用サービス、サウジアラビアで始まる
  8. 8.0 8.1 8.2 8.3 竹居智久、蓮田宏樹著 『ケータイが迎える種の爆発』 日経エレクトロニクス 2008年9月8日号
  9. 中国発の3.9G「TD-LTE」の威力-次世代PHS、WiMAXの代替規格として急浮上 - business network.jp
  10. ソフトバンクモバイル(当時)が、ワイモバイル(当時)網を利用した「ダブルLTE」サービスを提供。
  11. China to Allocate 2.6GHz Spectrum for TD-LTE (Marbridge CONSULTING、2012年10月15日)
  12. http://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1766-iot_progress
  13. 現在は東名阪地域のみサービスしているが、将来的には全国展開を検討している。
  14. MFBIによりバンド18と同帯域で運用中。
  15. KDDI傘下のUQコミュニケーションズがTD-LTE互換サービス(WiMAX 2.1)で利用中
  16. ワイモバイル
  17. ワイモバイルが獲得
  18. ソフトバンク傘下のWireless City PlanningがTD-LTE互換サービス(AXGP)で利用中
  19. Super 3Gの装置開発に向けたメーカ募集を開始 NTTドコモ 2006年7月7日
  20. Super 3Gの実証実験を開始 NTTドコモ 2007年7月13日
  21. Super 3Gの屋外実証実験にて実用化に向けた250Mbpsのパケット信号伝送に成功 NTTドコモ 2008年3月26日
  22. 22.0 22.1 「ユビキタス特区」の創設について 総務省 2008年1月25日
  23. ユビキタス特区における実験試験局の免許 北海道総合通信局 2008年10月16日
  24. 札幌市ユビキタス特区でのLTEフィールド実証実験を実施 富士通 2009年3月16日
  25. MIMO信号分離の低消費電力化高性能LSI試作に成功 -Super 3Gシステムに向けた取り組み-
  26. 100Mbpsの伝送速度を実現するMIMO用低消費電力化復調・復号LSIの試作に成功 NTTドコモ 2008年12月17日
  27. LTE商用ネットワークの試験運用を開始 NTTドコモ 2010年6月8日
  28. あらゆる帯域でLTE化を加速するNTTドコモ、100Mbps超LTEも
  29. 2009年3月期第3四半期決算 質疑応答 KDDI 2009年1月23日
  30. 「KDDI、マルチキャリア化によりEV-DO Rev.Aを高速化――LTE導入までの競争力を確保」 - ITmedia (2009年4月23日)
  31. CDMA2000陣営はLTEの前にRev.Aをマルチキャリア化,KDDIが表明《訂正あり》 - 日経BP Tech-On! (2009年4月23日)
  32. KDDI、次世代通信技術でLTE導入へ ケータイWatch 2008年11月7日
  33. 3.9世代移動通信システムへのLTE採用について KDDI 2008年12月3日
  34. KDDI、LTE定額5985円 21日iPhone5発売 - 日本経済新聞 2012年9月23日
  35. KDDI、LTE展開を前倒しに――当初予定の12月より早く - ITmedia プロフェッショナルモバイル 2012年4月25日
  36. 「au版iPhone 5のLTEエリアは、テザリング対応はどうなるのか――KDDI 田中社長に直撃」 - ITmedia Mobile 2012年9月13日
  37. 石野純也のMobile Eye 特別編『料金最強、ネットワーク最強、端末の機能も数カ月先行――KDDI田中社長らが語る「iPhone 5」と「LTE」』 - ITmedia Mobile 2012年9月29日閲覧。
  38. LTEシステムの屋内実験に成功 ソフトバンクモバイル 2008年2月14日
  39. LTEの商用化に向けた実証実験用装置ベンダーを選定 ソフトバンクモバイル 2008年11月7日
  40. ソフトバンクが今秋以降にFDD版LTE、対応スマホの料金も - ケータイWatch (2012年4月2日)
  41. ソフトバンクモバイル宮川氏にLTEネットワークの現状と“テザリングなし”の真相を聞く - ITmedia Mobile (2012年9月18日)
  42. 次世代移動通信システム LTEの屋外実証実験に向け実験試験局免許を申請 イー・モバイル 2008年10月6日
  43. 3.9世代移動通信システムの導入のための特定基地局の開設に関する指針案等に対する意見募集 総務省 2009年1月23日
  44. 2012年3月期 決算説明会資料 - NTTドコモ
  45. (KDDI/沖縄セルラー連合の場合は、UQコミュニケーションズの分を含めた帯域、ソフトバンクモバイルの場合は、ウィルコムおよびWireless City Planning保有分を含めた帯域がいずれもドコモ並みに多いとした上で)
  46. ただし、PHS向けバンドは、旧・ウィルコム単独の割り当てではなく、PHSの事業者すべてが共同で利用するバンドであるため、旧・ウィルコムにのみ割り当てがされたものではないが、現状は、他の事業者が撤退ないしは廃業となっているため、事実上は旧・ウィルコムの事業を継承した、2015年7月時点ではソフトバンクが独占している状態となっているためである。
  47. 700MHz帯 (10MHz幅×2)/800MHz帯 (15MHz幅×2)/1.5GHz帯 (15MHz幅×2)/1800MHz帯 (20MHz幅×2、ただし、東名阪地域に限定される逼迫対策バンド)/2100MHz帯 (20MHz幅×2) を保有。グループで別途保有している帯域はなく、ドコモ単独で保有している帯域のみ。
  48. 700MHz帯 (10MHz幅×2)/800MHz帯 (15MHz幅×2)/1.5GHz帯 (10MHz幅×2)/2100MHz帯 (20MHz幅×2)/BWA帯域 (30MHz幅)を保有。BWA帯域部分が、UQコミュニケーションズ割当分で、それ以外が、KDDI/沖縄セルラー電話に割当。
  49. 第4世代移動通信システムの導入のための周波数の割当てに関する意見募集総務省(平成26年7月25日)
  50. 「3.5GHz帯はダイヤモンドバンド」、KDDIが取り組む新技術ケータイWatch 2014年3月28日(2015年3月28日閲覧)
  51. ソフトバンクが“TD-LTE 100%互換”“国内最高速”の「Softbank 4G」を開始
  52. 次世代サービス「WiMAX 2+(「ワイマックスツープラス」仮称)」について|UQ WiMAX - ワイヤレスブロードバンドで高速モバイルインターネット
  53. ドコモパシフィック 4G LTEサービスを開始 - グアム新聞・2012年10月12日
  54. 4G | TeliaSonera (2010年2月9日時点のアーカイブ)
  55. LTEデータローミング標準化状況 - NTTドコモテクニカルジャーナル・Vol.19 No.2
  56. 韓国SK TelecomがスイスとカナダでLTEローミングを開始 - Blog of Mobile!!~最新ケータイ情報~・2013年8月9日
  57. 国内携帯電話事業者初! LTE国際ローミングを開始 - ソフトバンクモバイル・2013年9月11日
  58. 韓国・香港・シンガポールの3ヶ国から高速データ通信サービスLTEが海外でも利用可能に! - KDDI・2013年9月11日
  59. LTE国際ローミングを提供開始 - NTTドコモ・2014年3月26日
  60. イー・モバイル、LTE国際ローミング開始 - ケータイWatch・2014年3月24日
  61. Verizon Wireless eyes first international LTE roaming partner this year - ロイター・2013年2月25日
  62. [海外ローミング]周波数の不統一が障壁 - 日本経済新聞・2010年10月20日
  63. VoLTE : 次世代音声サービスの発展と現状 - Huawei
  64. LTE-Advanced 3GPP
  65. 例えば、ドコモであれば、獲得しているすべての帯域がLTEで利用され、かつ全国での利用が可能と仮定すれば、700MHz帯の10MHz幅×2、800MHz帯の15MHz幅×2、1.5GHz帯の15MHz幅×2、1800MHz帯の20MHz幅×2、2GHz帯の20MHz幅×2の計80MHz幅×2が利用可能となる
  66. 第4世代移動通信方式LTE-Advancedの実験用予備免許を取得 NTTドコモ 2011年2月7日
  67. ドコモ、真の4Gサービス「LTE-Advanced」を2016年度以降に開始 ITmedia +D モバイル 2012年03月14日
  68. 第4世代移動通信システム、韓国で世界初公開” (日本語). . 2011年1月26日閲覧.
  69. 韓国SK Telecom、世界初のLTE-Advanced提供開始 ITmedia 2013年06月27日

関連項目

外部リンク