IMT アドバンス

国際移動体通信高度化規格（IMT高度化規格）は、国際電気通信連合（ITU）のITU無線通信部門（ITU-R ）が2008年に発行した、 4G（トルコでは4.5G ^{[1] [2] [3]}）として販売されている携帯電話およびインターネットアクセスサービス の要件です。

IMT-Advanced システムは、ラップトップ コンピュータのワイヤレス モデム、スマートフォン、およびその他のモバイル デバイスに、包括的で安全なオール IPベースのモバイル ブロードバンドソリューションを提供することが期待されています。超ブロードバンドインターネット アクセス、Voice over IP 、ゲーム サービス、ストリーミング マルチメディアなどの機能がユーザーに提供される可能性があります。

IMT-Advanced は、モバイル ブロードバンドアクセス、マルチメディア メッセージング サービス(MMS)、ビデオ チャット、モバイル TVなどの既存のアプリケーションのさらなる開発によって設定されたサービス品質(QoS) と速度の要件に対応することを目的としているだけでなく、高精細テレビ(HDTV) などの新しいサービスにも対応します。4G では、無線ローカル エリア ネットワークとのローミングが可能になり、デジタル ビデオ放送システムとやり取りできるようになります。これは、 3Gとして販売されている携帯電話システムを規定する国際移動体通信規格 2000 の要件を超えることを目的としていました。

IMT-Advanced レポートの具体的な要件は次のとおりです。

• オールIPパケットスイッチネットワークに基づく。^[4]
• 既存の無線規格との相互運用性。^[5]
• クライアントがステーションに対して物理的に高速移動している場合の公称データレートは100Mbit/s、クライアントとステーションが比較的固定された位置にある場合は1Gbit/sです​​。 ^[6]
• ネットワーク リソースを動的に共有および使用して、セルごとにより多くの同時ユーザーをサポートします。
• スケーラブルなチャネル帯域幅5～20MHz、オプションで最大40MHzまで^{[7] [8]}
• ピークリンクスペクトル効率は、ダウンリンクで 15 ビット/秒/Hz、アップリンクで 6.75 ビット/秒/Hz です (つまり、ダウンリンクで 1 ギガビット/秒が 67 MHz 未満の帯域幅で可能になるはずです)
• システムスペクトル効率は、下りで最大3ビット/秒/Hz/セル、屋内使用で2.25ビット/秒/Hz/セル^[7]
• スムーズなハンドオーバーによる複数のネットワーク間のシームレスな接続とグローバルローミング^{[4] [9]}
• マルチメディアサポートのための高品質なサービスを提供する能力

LTE Advancedに関する最初の3GPP要件は2008年6月に承認されました。^[10]

LTE Advancedの基礎として研究されてきた技術の概要は技術報告書に記載されています。^[11]

ITU は将来の通信に使用される技術の要件と勧告を採用していますが、実際に開発作業を行うわけではなく、各国はそれを拘束力のある標準とは見なしていません。電気電子技術者協会、WiMAX フォーラム、3GPPなどの他の業界団体や標準化団体も役割を果たしています。

使用されることが予想される物理層伝送技術には以下が含まれる: ^[12]

• MIMO : マルチアンテナ、マルチユーザーMIMOなどの空間処理を使用して超高スペクトル効率を達成する
• 周波数領域イコライゼーション、たとえばダウンリンクの「マルチキャリア変調」（ OFDM ）またはアップリンクの「シングルキャリア周波数領域イコライゼーション」（SC-FDE）：複雑なイコライゼーションなしで周波数選択チャネル特性を活用します。
• 周波数領域統計多重化、例えばアップリンクにおける（OFDMA）または（シングルキャリアFDMA）（SC-FDMA、線形プリコードOFDMA、LP-OFDMA）：チャネル条件に基づいて異なるサブチャネルを異なるユーザーに割り当てることによる可変ビットレート
• ターボ原理 誤り訂正符号：受信側で必要な信号対雑音比を最小限に抑える
• チャネル依存スケジューリング: 時間によって変化するチャネルを利用します。
• リンク適応：適応変調と誤り訂正コード。
• 固定リレー ネットワークを含むリレー、およびマルチモード プロトコルとして知られる協調リレー コンセプト。

Long Term Evolution (LTE) の理論上のネット ビットレートの最大容量は、20 MHz チャネルを使用する場合、ダウンリンクで 100 Mbit/s、アップリンクで 50 Mbit/s です。MIMO (複数入力複数出力) アンテナ アレイを使用すると、容量はさらに大きくなります。物理的な無線インターフェイスは、初期段階では「高速直交パケット アクセス」と呼ばれていましたが、現在はE-UTRAという名前になっています。

3G システムとcdmaOneで使用されていたCDMAのスペクトル拡散無線技術は廃止され、直交周波数分割多重アクセスやその他の周波数分割多重アクセス方式に置き換えられました。これは、MIMO アンテナ アレイ、動的チャネル割り当て、およびチャネル依存スケジューリングと組み合わされています。

最初に公開されたLTEサービスは「4G」というブランド名で、2009年12月14日にスウェーデンの首都ストックホルム（エリクソンシステム）とノルウェーの首都オスロ（ファーウェイシステム）で開始されました。ユーザー端末はサムスン社によって製造されました。^[13]米国の3大無線通信事業者はすべてLTEサービスを提供しています。

韓国では、SKテレコムとLG U+が2011年7月からデータデバイス向けにLTEサービスへのアクセスを可能にしており、2012年までに全国展開する予定である。^[14]

モバイルWiMAX (IEEE 802.16e-2005) モバイル無線ブロードバンド アクセス (MWBA) 規格 (韓国ではWiBroとして販売) は、4G というブランド名で呼ばれることもあり、20 MHz 幅のチャネルで 128 Mbit/s のダウンリンクと 56 Mbit/s のアップリンクのピーク データ レートを提供します。^{[引用が必要]}

最初の商用モバイルWiMAXサービスは、2006年6月に韓国ソウルでKTによって開始されました^。[15]

2008年9月、スプリント・ネクステルは、 IMTアドバンスト要件を満たしていないにもかかわらず、モバイルWiMAXを「4G」ネットワークとして販売した。^[16]

ロシア、ベラルーシ、ニカラグアでは、ロシアの企業Scartelが WiMax ブロードバンド インターネット アクセスを提供しており、4G、Yota というブランド名でも呼ばれています。

ウルトラモバイルブロードバンド（UMB）は、 3GPP2標準化グループ内で中止された4Gプロジェクトのブランド名であり、次世代のアプリケーションと要件に合わせてCDMA2000携帯電話規格を改良するものでした。2008年11月、UMBの主要スポンサーであるクアルコムは、この技術の開発を終了し、代わりにLTEを採用すると発表しました。^[17]目標は、下り275Mbit/s以上、上り75Mbit/s以上のデータ速度を達成することでした。

初期段階では、Flash-OFDMシステムがさらに開発されて 4G 標準となることが期待されていました。

高容量空間分割多重アクセス（HC-SDMA）を使用するiBurst技術は、初期段階では4Gの前身と考えられていました。 2008年にモバイルブロードバンドワイヤレスアクセス（MBWA）ワーキンググループによってIEEE 802.20規格に組み込まれました^。[18]

2010年10月、ITU-Rワーキングパーティー5Dは、業界が開発した2つの技術を承認しました。^[19] 2010年12月6日、ITUは、LTE、WiMax、その他の進化した3G技術の現在のバージョンは4GのIMT-Advanced要件を満たしていないが、一部の人々は「現在導入されている初期の第3世代システムと比較して、パフォーマンスと機能が大幅に向上した」IMT-Advancedの先駆けを表すために「4G」という用語を「未定義」の形で使用している可能性があると指摘しました。^[20]

LTE Advanced (Long-term-evolution Advanced)は、2009 年秋に3GPP組織から ITU-T に正式に提出され、2011 年にリリースされました。3GPP LTE Advanced の目標は、ITU の要件を達成し、それを上回ることでした。 ^[21] LTE Advanced は、既存の LTE ネットワークを改良したものです。LTE のリリース 10 では、LTE Advanced の速度が達成されると予想されています。2009 年のリリース 8 では、最大 300 Mbit/s のダウンロード速度がサポートされていましたが、それでも IMT-Advanced 標準には達していませんでした。^[22]

IEEE 802.16e の進化形である WirelessMAN-Advanced は、2011 年 5 月にIEEE 802.16m-2011規格として公開されました。この技術を推進する関連業界は、この技術に WiMAX Release 2 というマーケティング名を付けました。この技術の目的は、IMT-Advanced 基準を満たすことでした。^{[23] [24]} IMT-Advanced グループは、2010 年 10 月にこの技術が基準を満たしていると正式に承認しました。^[25] 2012 年後半には、802.16m-2011 規格は 802.16-2012 規格に統合されましたが、802.16m-2011 規格の WirelessMAN-Advanced 無線インターフェース部分は IEEE Std 802.16.1-2012 に移動されました。

次の表は、IMT-Advanced 候補システムとその他の競合技術の比較を示しています。

注: すべての速度は理論上の最大値であり、外部アンテナの使用、塔からの距離、地上速度など、さまざまな要因によって変わります (たとえば、電車内での通信は、静止しているときよりも悪くなる可能性があります)。通常、帯域幅は複数の端末間で共有されます。各テクノロジのパフォーマンスは、テクノロジのスペクトル効率、使用されるセル サイズ、使用可能なスペクトルの量など、さまざまな制約によって決まります。

その他の比較表については、ビットレートの進歩傾向、携帯電話規格の比較、スペクトル効率の比較表、OFDM システムの比較表を参照してください。