第4世代（LTE）
長期的進化（LTE）
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Rel-」と表記されているように、LTE規格は、LTE規格に準拠したものです。8/Rel-9 |
UTRA (Universal Terrestrial Radio Access)を第3世代システムとして採用しました。 また、HSPA（High Speed Packet Access）により、下り、上りともに機能強化され、数年間は高い競争力を維持すると思われます。 それにもかかわらず、3GPP 技術を開発した業界は、2004 年 12 月に Long Term Evolution (LTE) プロジェクトを立ち上げ、Evolved UTRA (E-UTRA) という新しいエア インタフェースに対する要件を調査しています。
この研究の結果、すなわちE-UTRA/LTE要件は、Rel-7 3GPP TR 25.913に記載されている：
- ピークデータレートが大幅に増加 例：下り100 Mbps/上り50 Mbps
- 現在のサイト位置を想定したセル端でのビットレートの増加
- スペクトル効率の改善 例：下り50 Mbps/上り100Mbps ピークデータレートが大幅に増加 例：上り100 Mbps/上り50 Mbps 2-4 x Rel-6
- 周波数割り当ての柔軟性を高めるスケーラブルな帯域幅
- バックホールを含む資本および運用支出の削減
- さまざまなタイプのサービス、特にPSドメイン（例.E-UTRA/LTE 要件の定義に続き、同じ Rel-7 研究で 3GPP TR 25.912 “Feasibility study for evolved Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) and Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN)” を作成し、システムの無線部分の設計方法を記述しています。 無線アーキテクチャの進化と並行して、3GPP システムの進化または移行（複数の無線アクセス技術をサポートする高データレート、低遅延、パケット最適化システム）のためのフレームワークを開発する目的で、3GPP システムアーキテクチャ進化（SAE）に関する研究が実施されました。 この研究の結果、Rel-8 3GPP TR 23.882が作成され、その後、対応するRel-8標準作業が実施されました。
Evolved UTRAという用語は、既存の第3世代UMTSシステムの段階的な強化を意味するが、最終的には別の無線アクセス技術となった。
- UMTS は回線交換データにフォーカスして始まり、共有チャネルや HSPA を通じてパケット交換システムの方向へと強化されていったが、LTE は純粋なパケット交換システムであり
- UMTS は CDMA を使用していた。 LTEは、下りリンク（eNodeB=> User Equipment (UE)）にOFDMA（直交周波数分割多重アクセス）、上りリンク（UE=> eNodeB）にSC-FDMA（シングルキャリア-周波数分割多重アクセス）
注1を用いています。 SC-FDMAは、OFDMAよりもPAPR（ピーク対平均電力比）が低いため、UEの電力増幅器の設計がしやすく、高効率（カバー率向上／低消費電力）であることが好まれた
注2。 SC-FDMAはDFT-S-OFDMとも呼ばれ、ダウンリンクで使用されているOFDMAに（離散フーリエ変換による）プリコーディングを加えたものと理解できる - UMTS（少なくともFDDと384Mcps TDD）ではチャネル帯域が5MHzだったが、LTEでは6種類のチャネル帯域を使用することが可能である。 1,4/3/5/10/15/20MHz
- 一方、UMTSではNodeBとコアネットワークの間にRNC（無線ネットワーク制御装置）があるが、LTEではこのネットワークエンティティの機能がeNodeBとコアネットワークの間で分割されている=> LTEではRNCがない=> フラット/シンプル無線アーキテクチャ
にも拘わらずだ。 UMTS/UTRAおよびLTE/E-UTRAは、ともに10msの無線フレームを使用し、FDDおよびTDDモードを備え、LTE/E-UTRAはUMTS/UTRAおよびGSM/GERAN/EDGEの相互運用性を完全にサポートしています。
LTE-Advanced
Rel-10/Rel-11/Rel-12 2007年にWRC-07でIMTシステム向けに追加提案した周波数（450 MHz帯、UHF帯（698-960 MHz）2.3-2.0 MHz、2.3-2.0MHz）。4 GHz帯、Cバンド（3400-4200 MHz））、ITU-RによるIMT-Advanced無線インタフェースの開発要請（2008年3月のサーキュラーレター）などが第4世代移動通信システムの開発の引き金になりました。 (IMT-2000以降の全体目標）、M.2134 (IMT-Advanced要件）IMT-Advancedの主な特徴は、以下のようにまとめられました。
- コスト効率の高い方法で幅広いサービスやアプリケーションをサポートする柔軟性を維持しながら、世界中で高度な共通機能を実現
- IMT内および固定ネットワークとのサービスの互換性
- 他の無線アクセスシステムとの相互運用性
- 高品質のモバイルサービス
- 世界中で使用できるユーザー機器
- ユーザーフレンドリーなアプリケーション
- Worldwide roaming capability
- enhanced peak data rates to support advanced services and applications (100 Mbit/s for high and 1 Gbit/s for low mobility was established as target for research)
3GPP は当時 Rel-8 LTE WI 完成段階にあり、3GPP TR 36 で定義すべく2008年3月に早期 Rel-9 study item (FS_RAN_LTEA, RP-091360) が開始されました。LTE-Advancedは、リリース8のLTEシステムの進化版であること
- 3GPP TR 25.1におけるLTEの全ての要件は、LTE-Advancedと呼ばれる移動通信システムの要件であること
- LTE-Advancedは、次の条件のもとで、LTEの進化版である。913はLTE-Advancedにも有効である
- LTE-AdvancedはITU-R時間計画内でIMT-Advanced要件を満たすか上回ること
注：LTE-AdvancedとAdvanced E-UTRAという用語は同義語である。
3GPP TR 36.913 “Requirements for further advancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) (LTE-Advanced)” は2008年6月のRAN #40で承認されました（まだRel-8のまま）
ITU-R M.1645 から次の図が引用されています。 IMT-2000（第3世代）とIMT-Advanced（第4世代）の違いを図解しています：
さらに、同じ研究が2008年3月から3GPP TR 36.912 on Feasibility study for “Further Advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)” for LTE can be enhanced, e.g.
- Support of wider bandwidth: aggregation of multiple component carriers with up to 20MHz bandwidth,
- Spatial multiplexing.LTE-Advanced は、LTE を強化できる特定の領域についての分析であり、その目的は、以下の通りです。 DL：最大8層、UL：最大4層、
- 多点送受信の連携：高データレートのカバー率、セルエッジスループットの向上、システムスループットの向上
- 中継機能：例えば、次のような機能を向上させることが可能です。 IMT-Advancedの要件を満たし、それを超えるために、高データレートのカバレッジ、グループモビリティ、一時的なネットワーク展開、セルエッジスループット、および／または新しいエリアでのカバレッジを提供すること
このTR 36.912 は2009年9月に承認されています。 (7747>
リリース10では、LTE-AdvancedのRel-9スタディアイテムで検討されたLTEの拡張機能を導入する個別ワークアイテムが開始されました。 Dec.09 – June 11; RP-100661
- UL multiple antenna transmission for LTE (LTE_UL_MIMO)：LTE_UL_MIMO (LTE_UL_MIMO): Dec.09 – June 11; RP-100959
- Enhanced Downlink Multiple Antenna Transmission for LTE (LTE_eDL_MIMO)：Dec.09 – June 11: Dec.09 – March 11; RP-100196
- Coordinated Multi-Point Operation for LTE：Rel-10 で開始されたスタディは Rel-11 で完了し、Rel-13 と Rel-15 でさらに強化され Rel-11 で標準化作業が行われた
- Relays for LTE (LTE_Relay): Dec.09 – June 11; RP-110911
- Latency reduction: Rel-10で完了できないためWIを停止（Rel-14でL2レイテンシ低減が戻ってきて、そこで完了）
- Further enhancements to MBMS for LTE (MBMS_LTE_enh): December 09 – June 11; RP-110911
- MBMS for LTE (MBMS_LTE_enh): 6月10日～3月11日；RP-101244
- E-UTRANおよびUTRANの駆動試験の最小化（MDT_UMTSLTE）。 Dec.09 – June 11; RP-100360
待ち時間の短縮
システムおよびターミナルの複雑性の許容範囲内。 既存の3Gシステムおよび3GPP以外のシステムとの相互運用をサポート
LTE Self Optimizing Networks (SON) enhancements (SONenh_LTE): 3月10日～6月11日； RP-101004
Note: 独立した無線アクセス技術「LTE-Advanced」は存在しません。 3GPPは、ITU-RのIMT-Advancedプロジェクトに、2008年9月のRAN #41からの早期予備的インプットを介して貢献しました。 (RP-080763)、2009年9月にRAN #45から自己評価結果を含む最終提出物(RP-090939)を提出しました。 「注1：IMT-Advancedの無線インタフェース技術としては、他にIEEEが開発した「WirelessMAN-Advanced」があるのみ）
注2：約2年ごとにITU-R M.2012 は、3GPPが最新の機能拡張を行い、更新されます。
LTE-Advanced Pro
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Rel-13 and above |
Rel13以降のすべてのLTEの拡張は（5Gと関係がない場合）「LTE Advanced Pro」商標で運用されています、たとえば
Rel-13（Sep.14-15年12月、ASN.1 凍結：16年3月)。
- ナローバンドIOT（Internet of Things）
- MTCのためのLTE物理層のさらなる強化
- LTEのデュアルコネクティビティの強化
E-UTRANにおけるデュアルコネクティビティの拡張 - ライセンス方式 LICENSE-> LTEの物理層強化（LTSE） LTE物理層強化 LTEの物理層拡張（RTL） LTE物理層強化（RCLLTE
- LTE 向け仰角ビームフォーミング/FD MIMO
- UTRA および LTE 向け屋内測位機能強化
- E-Japan 向け駆動試験最小化機能強化
- LTE 向け駆動試験最小化機能強化
- LTE 向け仰角ビームフォーミング機能強化
- LTE 向けTRM 機能強化
- LTE Device to Device Proximity Servicesの強化
- LTEにおけるシングルセルのポイントツーマルチポイント伝送のサポート
- Inter-to-Multipoint用のシグナリングの強化
- LTEにおけるUEは、UEとUTRANの間の通信をサポートします。LTEにおけるeNB協調多点（CoMP）
- LTE-WLAN Radio Level Integration and Interworking Enhancement,
LTE-WLAN RAN Level Integration supporting legacy WLAN - Base Station (BS) RF requirements for Active Antenna System (AAS)．
AASベースの展開のためのSON - 専用コアネットワーク
- LTEのためのRAN共有機能拡張のRANアスペクト
- マルチアンテナの受信性能の検証のためのRANアスペクト
- 専用コアネットワーク
- 専用コアネットワーク
- 専用コアネットワーク
- UE core requirements for uplink 64 QAM
LTE 向けTRM 機能強化 LCA機能強化 LCA機能強化UTRAN
LTEにおけるUEのマルチキャリア負荷分散
LTEにおける拡張DRXのためのRAN強化
RAN aspects of Application specific Congestion control for Data Communication
マルチアンテナ受信性能の検証のための放射要件
LTE DL 4 Rx antenna ports
Rel-14 (Dec.15->)17年3月、ASN.1 フリーズ：17年6月)。
- NB-IoTの機能強化
- LTEのMTCをさらに強化
- E-UTRANにおけるeNB-IDおよびCell-IDの柔軟化
- LTEのLAA強化
- LTEサイドリンクをベースにした、より高度化したサービス
- フルレンジの強化LTE向けFD MIMO
- LTE向けダウンリンク マルチユーザー重畳伝送
- LTEコンポーネントキャリア間のSRS（サウンディング基準信号）切り替え
- UTRAおよびLTE向けの屋内測位のさらなる強化
- LTEのeMBMS拡張
- LTEのL2遅延低減技術
- LTEのモビリティ拡張
- LTEの音声およびビデオ拡張
- LTE-強化された技術WLAN Aggregation (LWA)。 Enhanced LTE WLAN Radio Level Integration with IPsec Tunnel (eLWIP)
- UMTSおよびLTE向け専用コア（DECOR）ネットワークの強化
- Cat.LTE に基づくシングル受信機付き新 UEカテゴリーの要件。1 for LTE
- LTE の高速シナリオのための性能向上
- LTE ダウンリンク（DL）のキャリアアグリゲーションによる4つの受信機（RX）アンテナポート
- 3バンド以上のマルチバンド基地局のテスト
- UE のマルチアンテナ受信検証におけるRadiated perf.requirements
LTEサイドリンクによるV2Vサービスサポート
。 LTEベースのV2Xサービス
LTEのアップリンク容量拡張
LTE Measurement Gap Enhancement
Rel-15 (17/3-June 18, ASN.1) フリーズ：Sep.18):
- NB-IoTのさらなる強化
- LTEのMTCのさらなる強化
- 非ライセンス周波数でのLTE動作の強化
- LTEベースのV2Xフェーズ2
- 協調マルチモーティブのさらなる強化 LTEとV2Xの協調の強化 LTEの非ライセンス周波数でのLTEのさらなる強化非ライセンス周波数でのV2Xフェーズ2の強化 LTEとV2Xの協調の強化
- LTEのUE測位精度向上
- 大容量固定無線リンクの強化およびDL 1024QAMの導入
- LTEにおけるBluetooth/WLAN計測収集 ドライブテストの最小化
- EストリーミングサービスのQoE測定集LTEにおけるストリーミングサービスのQoE測定集 LTEのUE測位精度向上
- LTEにおける大容量固定固定無線リンクの強化：UE測位精度向上UE測位精度向上：大容量を実現するためのLTEの強化
- LTEにおけるULデータ圧縮
- E-UTRANデータベアラの増加
- LTEにおけるさらなるビデオ強化
- LTEのTTI短縮と処理時間短縮。 LTEの超高信頼低遅延通信
- 5G-CNへのLTE接続
- 航空機へのLTE対応強化
- LTECA利用率の向上
- ネットワークに対するUE要求LTEの高信頼低遅延通信LTEの高信頼性LTEの高信頼性ネットワークに対するLTEの高信頼性
- UE requirements for LTE DL 8Rx antenna ports
- Enhancements of BS RF and EMC requirements for Active Antenna System
Rel-16 (June 18 – June 20, ASN.1 凍結：6月20日)。
- NB-IoTのさらなる強化
- LTEのMTCのさらなる強化
- LTEのDL MIMO効率の強化
- LTE 向け NavIC Navigation Satellite System のサポート
- 高速シナリオにおける LTE のさらなる性能向上
- LTE ベース 5G 地上波放送
E-におけるさらなるモビリティの強化。UTRAN
そして LTE & NR が牽引する多数のワークアイテム。
- 5G V2X with NR sidelink
- Multi-RAT Dual-Connectivity and Carrier Aggregation enhancement (LTE.NET)
- 5G V2X with NR sidelink
- UE radio capability signalling – NR/E-UTRA Aspects
- eNB(s) Architecture Evolution for E-UTRAN and NG-RAN
- マルチスタンダード無線仕様へのケイパビリティセット（複数）の導入
Multi-RAT Dual-Connectivity and Carrier Aggregation enhancements (LTE.NET)
Rel-17 (June 20以降)・・・・・・・・・・・・・・・・・
- NB-IoTおよびLTE-MTCの追加拡張
- さらなるLTEキャリアアグリゲーションの組み合わせ
そしてLTE & NRが推進する多数のワークアイテム。
- マルチRAT デュアル・コネクティビティのさらなる強化
- LTE/NR向けマルチSIMデバイスのサポート
- E-UTRANおよびNG-RAN向けのeNB（s）アーキテクチャの進化
- NRにおけるSON（自己組織ネットワーク）/ MM（駆動テスト最大化）用のデータ収集強化
- EN-DCのハイパワーUE（パワークラス2）
NRおよびEN-におけるSON（自己組織ネットワーク）/ MDT（駆動テスト最小化）用データ収集の強化
NR/LTE Uuバンド/バンドの組み合わせとNR/LTE V2X PC5バンドの同時運用のためのバンドコンビネーション
LTE仕様に関するその他のバンドコンビネーションについては、以下をご参照ください。 3GPP TS 36.- シリーズ仕様（LTE のみが対象となる場合）または 3GPP TS 37.- シリーズ仕様（UMTS、GERAN、NR など他の無線アクセス技術も本仕様に含まれる場合）（例：3GPP TS 36.300 のステージ 2）
3GPP TS 21.201 には、第4世代（コアネットワークの EPC（進化したパケットコア）とシステムの側面を含む）に関するすべての仕様がリストアップされています。 4Gネットワークアーキテクチャは、3GPP TS 23.003
に記載されています。