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最初のスマート アンテナは軍事通信と情報収集用に開発されました。1980 年代の携帯電話の普及により、商用アプリケーションへの関心が高まりました。携帯電話、屋内無線ネットワーク、衛星放送業界におけるデジタル無線技術のアップグレードにより、1990 年代にスマート アンテナに新たな機会が生まれ、4G無線ネットワークで使用されるMIMO (複数入力複数出力) 技術の開発に至りました。
指向性アンテナ
無線信号の追跡と制御における最初の成功は、アンテナの物理的構成と動きに依存していました。ドイツの発明家で物理学者のカール F. ブラウンは、 1905 年に初めてビームフォーミングを実証しました。ブラウンは、3 つのアンテナを配置して一方向の放射を増強し、他の方向の放射を減少させることにより、フェーズド アレイを作成しました。 [1] グリエルモ マルコーニは、 1906 年に指向性アンテナの実験を行いました。 [2] 第一次世界大戦中、指向性アンテナは敵軍を検出して追跡するために回転しました。英国海軍本部は、ドイツ艦隊を追跡するためにゴニオメータ (無線コンパス) を使用しました。 [3] エドウィン H. アームストロングは、ドイツの戦闘機の点火システムによって生成される 高周波ノイズを検出するスーパーヘテロダイン受信機を発明しました。アームストロングの発明が対空砲火の誘導に役立つ準備ができる前に、戦争は終了しました。[4]八木宇田アンテナは八木アンテナとしてよく知られており、現在でも広く使用されています。[2 ] エドモンド・ブルースとハラルド・T・フリスは1930年代に短波とマイクロ波周波数用の指向性アンテナを開発しました。[2]
AT&Tが都市間電話通信にマイクロ波を使用するという決定は、1947年に初めて大規模な商用指向性アンテナ（Friisのホーン反射器設計に基づく[5]）の導入につながった。交互偏波の指向性アンテナにより、1組の周波数を連続した多数のホップで再利用することが可能になった。マイクロ波リンクは、同軸ケーブルリンクよりも導入と維持が安価である。[6]
フェーズドアレイレーダー
最初の機械走査型フェーズドアレイレーダー（回転八木アンテナを使用）は1930年代に実証されました。[7]最初の電子走査型レーダーは、アンテナのビームを操縦するために電気機械装置（機械式チューナーやスイッチなど）を使用しました。
ドイツは第二次世界大戦の初期に方向探知用のウレンウェーバー円形アレイを建造した。 [8]ウレンウェーバーは360°の地平線を電子的にスキャンし、あらゆる信号の方向をかなり正確に特定することができた。円形アレイは冷戦中に盗聴目的で強化された。[9] アメリカの物理学者ルイス・ウォルター・アルバレスは、電子制御式マイクロ波フェーズドアレイアンテナをベースに、悪天候での航空機着陸のための初の地上管制進入（GCA）システムを開発。アルバレスは1943年にイギリスでこのシステムをテストし、配備した。[ 10 ]戦争の終わり近くに、ドイツのGEMAは最大300km離れた目標を探知する早期警戒フェーズドアレイレーダーシステム（PESA Mammut 1）を建造した。[11]ポリロッド火器管制アンテナは1947年にベル研究所によって開発され、連続走査ビームを生成するためにロータリースイッチ（10回転/秒）で制御されるカスケード位相シフターを使用していました。[2]
国家安全保障の対応時間とカバレッジ要件を満たすための大きな取り組みとして、全電子式操縦可能平面フェーズドアレイレーダーの開発が求められました。[12] 1957年のソ連のスプートニク打ち上げは、地上ベースの衛星監視システムの必要性を示唆しました。ベンディックス社は、 1960年に電子操縦可能アレイレーダー（ESAR）を構築することでこれに応えました。マルチビームバトラーマトリックスなどの強化されたビームフォーミング技術は、宇宙の物体を検出および追跡するために開発されました。[12]
1958年に米国がエクスプローラー1号を打ち上げたことで、航空機、船舶、装甲車両、弾道ミサイル、巡航ミサイルの探知と追跡のための宇宙レーダーシステムという新たな用途が示唆された。これらのシステムには、宇宙から見たレーダーの乱れをキャンセルし、地上の妨害電波を無効化し、高速で移動する衛星が受けるドップラー効果を補正するための特別な技術の開発が必要だった。[12]
宇宙ベースのレーダーシステムは、1GHzから30GHz（マイクロ波）および30GHzから300GHz（ミリ波）の範囲の周波数で動作するモノリシックマイクロ波集積回路（MMIC）などの、より小型で軽量で安価なコンポーネントの開発を促進しました。検出に必要な高出力レベルは、マイクロ波周波数で達成するのが簡単です。高解像度のターゲット追跡に必要な狭いビームは、ミリ波周波数で最もよく達成されます。テキサスインスツルメンツ、レイセオン、RCA、ウェスティングハウス、ゼネラルエレクトリック、ヒューズエレクトロニクスなどの企業が、MMICの初期開発に参加しました。[12]
最初の全固体レーダーは、1972年にゼネラル・エレクトリック社によって米国海兵隊向けに構築されました。これは、地平線をスキャンするための回転プラットフォームにアレイが取り付けられたモバイル3Dレーダーシステムでした。[2]最初の全固体フェーズドアレイレーダーは、1978年に米国空軍向けに構築されたPAVE PAWS （精密捕捉車両進入-フェーズドアレイ警告システム）UHFレーダーでした。 [13] フェーズドアレイアンテナは、電波天文学でも使用されています。天の川銀河から放射される電波を発見したカール・ジャンスキーは、1931年に実施した実験にブルースアレイを使用しました。[14]現代のフェーズドアレイ電波望遠鏡は通常、2012年に構築されたオーストラリアのマーチソンワイドフィールドアレイなどの多数の小さな相互接続されたアンテナで構成されています。[15]
適応アンテナアレイ
LC van Atta は、1959 年の特許で、信号を（反射するのではなく）元の方向にリダイレクトするレトロディレクティブアンテナ、van Atta アレイを初めて説明しました。 [16]信号は、無線周波数識別や交通管制（レーダー ターゲット エコー強化）などの目的で、リダイレクト ホストによって変調できます。[17]最初のアダプティブ アレイであるサイド ローブ キャンセラーは、レーダー妨害信号を抑制するために、1959 年に General Electric の Paul Howells と Sid Applebaum によって開発されました。[18] Norbert Wienerのアナログ フィルターの研究を基にして、1960 年にスタンフォード大学のBernard Widrow教授と博士課程の学生Ted Hoff が、アンテナの指向性パターンを自動的に調整して目的の信号を増強する最小平均二乗 法（LMS）アルゴリズムを開発しました。[19] 1974年に報告されたコンプトンの方法では、目的の信号の擬似ランダム雑音（PN）コードのみが必要であり、その到来方向は知らなくてもよい。[20] 1970年代後半には、ケシュ・バクルとドン・トリエリが、狭帯域の同一チャネル干渉がある場合に周波数ホッピング信号を回復するためのマキシミンアルゴリズムを開発した。[21] ベル研究所の研究者ダグラス・O・ロイディンクとユー・S・イェによる1977年の論文では、衛星のスポットビームをスキャンする利点について説明している。著者らは、スポットビームをスキャンすることでリンクバジェットを20dB節約でき、これにより送信電力を減らし、通信容量を増やし、地球局のアンテナを小さくすることができると見積もった。[22]衛星スポットビームは現在、 DirecTVやDish Networkなどの直接放送衛星システムで使用されている。
1983 年に提案された戦略防衛構想( SDI) は、いくつかの分野での技術研究の主要な資金源となりました。大陸間弾道ミサイルや直接 X 線レーザー兵器を追跡するために開発されたアルゴリズムは、スマート アンテナに特に関連していました。
デジタルアンテナアレイ
これらは、通常FFTを使用して、マルチチャンネルデジタルビームフォーミングを行うアンテナ アレイです。
「デジタルアンテナアレイ」（DAA）の理論は、マルチチャネル推定の理論として登場し始めました。その起源は、2つのアンテナの位相差または出力電圧の振幅に基づいて、無線信号の到着方向を決定するために使用された1920年代に開発された方法に遡ります。したがって、単一信号の到着方向の評価は、尖頭型インジケータの読み取り値またはオシロスコープの画面にビームによって描画されたリサージュ曲線に従って行われました。[23]
1940年代後半、このアプローチにより、3チャンネル信号ミックスの複素電圧を利用して得られる方程式系を解くことで、空中目標と「対掌体」の下層表面から反射された信号の分離の問題を解決できる3チャンネルアンテナアナライザーの理論が登場しました。[23]
こうしたレーダーの課題を解決する複雑さが増し、1950年代末までに効果的な信号処理を実装する必要が生じたため、この分野で電子コンピュータが使用されることが決定的になりました。たとえば、1957年にベン・S・メルトントとレスリー・F・ベイリーはこの分野で非常に重要な論文を発表しました。[ 24]そこで著者らは、特定のアナログコンピュータをベースに信号相関器を開発することを目的として、電子回路とその同等物を利用して信号処理のための代数演算を実装するオプションを提案しました。[23]
3年後の1960年にアナログコンピュータ設備がデジタル技術に置き換えられ、当初は地震の震源地を特定するために高速コンピュータを使用して方向探知問題を解決するというアイデアが具体化されました。BAボルトは、このアイデアを実際に実装した最初の1人であり、[25]最小二乗法に基づいて地震方向探知用のIBM 704プログラムを開発しました。[23]ほぼ同時に、オーストラリア国立大学の研究員であるフリンが同様のアプローチを使用しました。[23] [26]
前述の実験では、センサーとコンピューターのインターフェースはデータ入力カードの助けを借りて実装されていたが、そのような決定はDAAの出現への決定的なステップであった。その後は、パンチカードの準備段階と余分なリンクとしてのオペレーターの支援を省き、センサー要素から取得した直接デジタルデータをコンピューターに入力するという問題を解決するだけで済んだ。[23]
旧ソ連で最初にマルチチャンネルアナライザーの潜在的な可能性に注目したのはポリカルポフBIであったようです[27]ポリカルポフBIは、アンテナシステムの開口角よりも小さい角度距離で信号源を分解する主な可能性を示しています[23]
しかし、放射源の超レイリー分解能の問題に対する具体的な解決策は、1962年にVaryukhin VAとZablotskiy MAによって提案され、彼らは電磁場の源の方向を測定する対応する方法を発明しました。[28]この方法は、振幅、位相、位相振幅のマルチチャンネルアナライザーの出力における複素電圧振幅の分布に含まれる情報の処理に基づいており、受信アンテナシステムのメインローブの幅内で源の角度座標を決定することを可能にしました。
さらに、Varyukhin VAは、デジタルアンテナアレイの出力における複雑な電圧振幅の分布に含まれる情報の処理に基づいて、マルチチャンネルアナライザーの一般理論を開発しました。Varyukhin VAの科学的成果が認められた重要なマイルストーンは、1967年に行われた彼の理学博士論文の審査でした。[23]
彼によって開発された理論的基礎の特徴は、信号の座標とパラメータの評価プロセスが最大限に自動化されていることです。一方、地震マルチチャンネルアナライザーの応答関数の生成と視覚的印象に基づくその分解能の評価に基づくアプローチは、ちょうどその当時に登場したばかりでした。[23]ここで意味されているのは、Capon法[29]と、さらに開発された多重信号分類（MUSIC）、回転不変性技術による信号パラメータの推定（ESPRIT）法、およびその他のスペクトル推定の投影法です。
もちろん、大多数の作品の機密性と、インターネットを考慮しても当時の科学遺産を研究する可能性がなかったことを考慮すると、DAA の一般理論の開発プロセスにおけるさまざまな代替科学的アプローチの優先順位と重要性について結論を出すのは無礼です。ここで提案された歴史的旅は、科学研究の真の発展に対する時間のベールをわずかに持ち上げただけで、その主な目的は、歴史的背景のレンズを通して、マルチチャネル分析の理論の始まりの一般的なニッチと時間枠を示すことでした。DAA 理論の発展の歴史的段階の詳細な説明は、独立した検討に値します。
高度な処理技術
1979年に電磁システム研究所（ESL、戦略偵察システムの供給元）のラルフ・O・シュミットが発表した論文では、信号の到着角度を推定する多重信号分類（MUSIC）アルゴリズムについて説明されていました。 [30]シュミットは、幾何学的モデリングに基づく信号サブスペース法を使用して、ノイズがないと仮定して解を導き出し、その後、ノイズがある場合でも良好な近似値が得られるようにその方法を拡張しました。[31]シュミットの論文は最も引用され、彼の信号サブスペース法は継続的な研究の焦点となりました。
ジャック・ウィンターズは1984年に、複数のアンテナから受信した信号を（最適合成技術を使用して）合成することで、デジタルモバイルネットワークにおける同一チャネル干渉を低減できることを示しました。[32]この時まで、アンテナダイバーシティはマルチパスフェーディングを軽減するためにのみ使用されていました。しかし、デジタルモバイルネットワークが普及するのはさらに10年後のことでした。
リチャード・ロイは1987年に回転不変技術による信号パラメータ推定（ESPRIT）アルゴリズムを開発した。ESPRITは信号の到来角を推定するMUSICよりも効率的で高解像度のアルゴリズムである。 [33] ブライアン・エイジーとジョン・トライヒラーは1983年にアナログFMと電話信号のブラインドイコライゼーションのための定係数アルゴリズム（CMA）を開発した。 [34] CMAはチャネル状態情報やトレーニング信号ではなく、信号の波形の知識に依存している。エイジーはその後数年間でCMAをアダプティブアンテナアレイに拡張した。[35] [36]
1990年代、アプライド・シグナル・テクノロジー（AST）などの企業は、法執行機関や国家安全保障の目的で、デジタル携帯電話の通話やテキストメッセージを傍受する空中システムを開発しました。空中システムは、携帯電話ネットワーク内のどこにいてもモバイルユーザーを盗聴できますが、同じユーザーと制御周波数を再利用するすべてのモバイルステーションをほぼ同じ電力レベルで受信します。適応型アンテナビームフォーミングと干渉キャンセル技術を使用して、ターゲットユーザーに焦点を合わせます。[37] ASTは2011年にレイセオンに買収されました。[38]
空間分割多重アクセス (SDMA)
1947年、ダグラス・H・リングはベル研究所の社内メモに、都市部の無線ネットワークの容量を増やす新しい方法を記した。[39]リングは都市を地理的なセルに分割し、全方向性アンテナを備えた低電力送信機を使用し、隣接していないセルで周波数を再利用することを提案した。リングのセルラー無線方式は、1970年代に集積回路が登場するまで実用化されなかった。
1980 年代と 1990 年代に携帯電話の加入者数が増えると、研究者は携帯電話ネットワークの容量を増やす新しい方法を研究しました。指向性アンテナを使用してセルをセクターに分割しました。1989 年に、英国ブリストル大学の Simon Swales は、同じ周波数で同時ユーザーの数を増やす方法を提案しました。受信信号は、セル サイト アンテナ アレイへの到着方向の違いに基づいて区別できます。送信信号は、ビームフォーミングを使用して目的の受信者に向けることができます。[40]スウェーデンの Soren Anderson は、翌年、コンピューター シミュレーションに基づく同様のスキームを発表しました。[41] Arraycommの Richard Roy とBjörn Ottersten は、1990 年代初頭に無線通信システム用の空間分割多重アクセス方式の特許を取得しました。この技術は、Arraycomm の IntelliCell 製品ラインで採用されました。[42]
最初の商用スマートアンテナ
リチャード・ロイとフランス人起業家アルノー・サファリは1992年にアレイコムを設立し、最初の携帯電話を開発したモトローラグループを率いたマーティ・クーパーを社長に迎えた。アレイコムのスマートアンテナは、アジア全域に配備されたPHS（パーソナルハンディフォンシステム）ネットワークなどの時分割複信（TDD）を採用した無線ネットワークの容量を増やすように設計された。 [43] ベル研究所の研究員ダグラス・O・ロイディンクは1995年に携帯電話ネットワーク用のスイッチドビームアンテナのメーカーであるメタウェーブコミュニケーションズを設立した。メタウェーブは、トラフィックが最も多いエリアに容量を集中させることで、セル容量を最大75％増加できると主張した。メタウェーブは少なくとも1つの大手通信事業者にスイッチドビームアンテナを販売することに成功したが、2004年に倒産した。[44] 1997年、AT&Tワイヤレスグループは最大512kbit/sの速度で固定無線サービスを提供する計画を発表した。プロジェクト・エンジェルは、ビームフォーミングと直交周波数分割多重方式（OFDM）を使用した非見通し（NLOS）カバレッジを約束した。サービスは2000年に10都市で開始された。しかし、2002年までにAT&Tは固定無線サービス事業をNetro Corp.に売却した。[45]
4G MIMOの開発
スマート アンテナの研究により、4G MIMO が開発されました。従来のスマート アンテナ技術 (ダイバーシティやビームフォーミングなど) は、スペクトル効率を段階的に向上させます。4G MIMO は、自然なマルチパス伝播を利用してスペクトル効率を高めます。
同じケーブル束の中の異なるワイヤを介した複数の信号の伝送を研究する研究者は、4G MIMOの理論的基礎の構築に貢献しました。具体的には、ソース信号に関する知識を使用してクロストークの影響をキャンセルする手法が研究されました。「有線MIMO」の研究者には、Lane H. BrandenburgとAaron D. Wyner（1974年）、[46] Wim van Etten（1970年代）、[47] Jack Salz（1985年）、[48] Alexandra Duel-Hallen（1992年）が含まれます。 [49]同じ束の中の異なるワイヤペアを介した複数のデータストリームの伝送を最適化するにはクロストークを補正する必要がありますが、マルチパス伝播により異なるワイヤレスパスを介した複数のデータストリームの伝送は、信号が時間、空間、周波数で混合されるため、はるかに大きな課題です。
グレッグ・ローリーの1996年の論文は、マルチパス伝播が存在する状況で、リンクの両端に複数の共存アンテナを使用してポイントツーポイントのワイヤレスリンクの容量を増やす方法を初めて提案した。この論文は、正確なチャネルモデルに基づいてMIMO容量の厳密な数学的証明を提供し、MIMOで使用する最も効率的なエアインターフェイスとしてOFDMを特定した。この論文は1996年4月にIEEEに提出され、11月にロンドンで開催された1996年グローバルコミュニケーションカンファレンスで発表された。[50]ローリーは同年8月にMIMOに関する2件の特許も申請した。
ローリーは、マルチパス伝搬が信号波形にどのように影響するかを示す改良されたチャネルモデルを開発した後、マルチパス伝搬を利用してリンク容量を増やすことができることを発見した。このモデルは、無線伝搬ジオメトリ（「ローカルリフレクタ」および「ドミナントリフレクタ」として機能する自然物と人工物）、アンテナアレイステアリング、到着角度、遅延拡散などの要素を考慮に入れた。[51] ベル研究所の研究員ジェラルド・J・フォシーニが1996年9月に提出し、同年10月に発表した論文でも、MIMOを使用するとポイントツーポイントのワイヤレスリンクの容量を大幅に増やすことができると理論づけられていた。[52]ベル研究所は、 1998年後半にBLAST（ベル研究所の階層化時空間）技術に基づくプロトタイプのMIMOシステムを実証した。 [53] 時空間ブロックコード（アラモウティコードとも呼ばれる）は、シアヴァッシュ・アラモウティによって開発され、 MIMO-OFDMシステムで広く使用されている。アラモウティの1998年の論文では、受信ダイバーシティの利点は、送信ダイバーシティと時空間ブロックコードの組み合わせを使用しても実現できることが示されました。[54]送信ダイバーシティの主な利点は、携帯電話に複数のアンテナとRFチェーンを必要としないことです。
直交周波数分割多重方式 (OFDM)
OFDMは1950年代にコリンズラジオ社のエンジニアが非連続サブチャネルの系列の方が符号間干渉（ISI）の影響を受けにくいことを発見したことから登場しました。[55] OFDMは1966年にロバート・W・チャンによってより体系的に研究されました。 [56]チャンは直交性を確保するためにフーリエ変換を使用しました。シドニー・ダーリントンは1970年に離散フーリエ変換（DFT）の使用を提案しました。 [55]スティーブン・B・ワインスタインとポール・M・エバートは1971年に離散フーリエ変換（DFT）を使用してベースバンドの変調と復調を行いました。[56] 1970年代と1980年代にガンダルフテクノロジーズとテレビット によって開発されたダイヤルアップモデムは、より高速を実現するためにOFDMを使用しました。[57]アマティコミュニケーションズ社は、デジタル加入者線（DSL）アプリケーションで電話通話も行われる電話回線を介して、より高速にデータを送信するために、OFDMの離散マルチトーン（DMT）形式を使用しました。 [58] OFDMは、ヨーロッパで開発されたデジタルオーディオ放送（DAB）[59]およびデジタルビデオ放送（DVB）[60]規格の一部です。OFDMは、 802.11a [61]および802.11g [62]無線LAN規格でも使用されています。
4G MIMOの商用化
グレッグ・ローリー、VK・ジョーンズ、マイケル・ポラックは1996年にクラリティ・ワイヤレスを設立した。同社は5.8GHz帯の20MHzのスペクトルで100Mbit/sで動作するMIMO-OFDM固定無線リンクのプロトタイプを構築し、1ワットの送信電力で6マイル以上のエラーフリー動作を実証した。[63] シスコシステムズは1998年に、見通し外ベクトルOFDM（VOFDM）技術のためにクラリティ・ワイヤレスを買収した。[64]ブロードバンドワイヤレスインダストリーフォーラム（BWIF）は1999年にVOFDM標準を開発するために設立された。[65] アロギャスワミ・ポールラジは1998年後半にMIMO-OFDM製品を開発するためにIospan Wirelessを設立した。Iospanは2003年にインテルに買収された。クラリティ・ワイヤレスもIospan Wirelessも買収される前にMIMO-OFDM製品を出荷していなかった。[66]
グレッグ・ローリーとVK・ジョーンズは、無線LAN用のMIMO-OFDMチップセットを開発するために2001年にAirgo Networksを設立しました。2004年、AirgoはMIMO-OFDM製品を出荷した最初の企業となりました。 [67] Qualcommは2006年後半にAirgo Networksを買収しました。 [68] Surendra Babu MandavaとArogyaswami Paulrajは、WiMAX用のMIMO-OFDMチップセットを製造するために2004年にBeceem Communicationsを設立しました。同社は2010年にBroadcomに買収されました。 [69] 米国電気電子技術者協会（IEEE）は、少なくとも100 Mbit/sのユーザーデータスループットを提供する無線LAN標準を開発するために、2003年後半にタスクグループを作成しました。2つの主要な競合する提案がありました。TGn SyncはIntelやPhilipsなどの企業が支持し、WWiSEはAirgo Networks、Broadcom、Texas Instrumentsなどの企業がサポートしました。両グループは、802.11n規格は20MHzと40MHzのチャネルオプションを備えたMIMO-OFDMに基づくことで合意した。[70] TGn Sync、WWiSE、および3番目の提案（モトローラと三菱が支持するMITMOT）が統合され、共同提案と呼ばれるものが作成されました。[71]最終的な802.11n規格は、最大600 Mbit/sの速度（4つの同時データストリームを使用）をサポートし、2009年後半に公開されました。[72] WiMAXは、セルラー規格の代替として開発され、 802.16e規格に基づいており、MIMO-OFDMを使用して最大138 Mbit/sの速度を実現します。より高度な802.16m規格では、最大1 Gbit/sのダウンロード速度が可能になりました。[73]米国では、スプリント・ネクステルの子会社であるクリアワイヤが全国規模のWiMAXネットワークを構築し、2012年半ばまでに1億3000万の人口をカバーした。[74]クリアワイヤはその後、2013年半ばまでに31都市をカバーするLTE（セルラー4G規格）を展開する計画を発表した。[75] 最初の4Gセルラー規格は、2004年にNTTドコモによって提案された。[76]ロング・ターム・エボリューション（LTE）はMIMO-OFDMに基づいており、第3世代パートナーシップ・プロジェクト（3GPP）によって開発が続けられている。LTEは、最大300 Mbit/sのダウンリンク速度、最大75 Mbit/sのアップリンク速度、および低遅延などのサービス品質パラメータを規定している。[77] LTEアドバンストは、ピコセル、フェムトセル、および最大100 MHz幅のマルチキャリアチャネルのサポートを追加している。LTEは、 GSM / UMTSとCDMAの両方のオペレータによって採用されている。 [78]
最初のLTEサービスは、2009年にテリアソネラによってオスロとストックホルムで開始されました。 [79]展開が最も進んでいるのは米国で、Tier 1の4つの通信事業者すべてが全国規模のLTEネットワークを保有しているか構築中です。現在、83か国で222を超えるLTEネットワークが稼働しており、約1億2,600万の接続（デバイス）があります。[80]
新たな5G MIMO-OFDM規格
802.11ac無線LAN規格は、1Gbit/s以上の速度を実現するために提案されました。この仕様の開発は2011年に始まり、2014年までに完了する予定です。802.11acは5GHz帯を使用し、最大160MHz幅のチャネルを定義し、最大8つの同時MIMOデータストリームをサポートし、最大約7Gbit/sの生データレートを実現します。[81]現在、802.11acドラフト仕様に基づいた製品が多数販売されています。
第 5 世代 ( 5G ) モバイルネットワークのコンセプトは調査段階にあります。商用化は 2020 年代初頭までに予定されています。2013 年 3 月、NTT ドコモは11 GHz 帯の 400 MHz を使用して 10 Gbit/s のアップリンクをテストしました。2013 年 5 月、サムスンは最大 64 本のアンテナを備えた基地局を使用して 28 GHz 帯で実験しており、最大 2 km の距離で 1 Gbit/s を達成したと発表しました。[82] サムスンは、この技術により、好ましい条件下では数十 Gbit/s を実現できると主張しています。[83] 研究論文によると、5G ネットワークは「大規模 MIMO」を使用して最大 90 GHz の周波数で動作する小規模な分散セルで構成される可能性が高いことが示唆されています。ドイツのアルカテル ルーセント、ベル研究所のヤコブ ホイディス氏によると、「ネットワークの高密度化が容量不足に対する唯一の解決策です。」これには、既存の携帯電話基地局を使用して広いカバレッジと高いモビリティを確保し、容量と屋内サービスのために散在するスモールセルを使用する2層ネットワーク（「HetNet」）が含まれる可能性があります。Massive MIMOは、高速バックホールリンクにも採用されます。[84]
参照
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