免許不要帯域でのLTE

LTE の無認可帯域（LTE-Unlicensed、LTE-U）は、LTE（ Long-Term Evolution）無線規格の拡張であり、携帯電話ネットワーク事業者が無認可の 5GHz 周波数帯域にアクセスすることで、データトラフィックの一部をオフロードできるようにします。^[1] LTE-Unlicensed は、もともとQualcommによって開発された、802.11aおよび802.11ac準拠のWi-Fi機器で使用される 5GHz 帯域などの無認可帯域での4G LTE無線通信技術の使用に関する提案です。^{[2] [3]これは、通信事業者所有の}Wi-Fi ホットスポットの代替として機能します。現在、無認可帯域での LTE 運用には、LTE-U、License Assisted Access (LAA)、MulteFire、sXGP、CBRS など、いくつかのバリエーションがあります。^[4]

LTE-Unlicensed の最初のバージョンは LTE-U と呼ばれ、LTE-U フォーラムによって、既存の 3GPP リリース 10/11/12 と連携して動作するように開発されました。LTE-U は、米国や中国など、listen-before-talk (LBT) 技術の実装を義務付けていない国で迅速に導入できるように設計されました。LTE-U により、携帯電話キャリアは、Wi-Fi デバイスが既に使用しているライセンス不要の 5 GHz 帯域を使用して、セルラー ネットワークのカバレッジを強化できます。

LTE-Uは、ユーザーが通常のように別のWi-Fiネットワークを使用する必要がなく、携帯電話ネットワークが短距離でデータ速度を向上できるようにすることを目的としています。これはWi-Fi通話とは異なり、LTEを使用した制御チャネルが残りますが、すべてのデータ（通話だけでなく）はキャリアの周波数ではなく、ライセンスのない5GHz帯域で流れます。^[5]

2014年に、LTE-Uフォーラムは、ベライゾンがアルカテル・ルーセント、エリクソン、クアルコム、サムスンと共同で設立しました。^{[6] [7]} このフォーラムは、ライセンス不要の5GHz帯でLTE-Uを伝送する基地局や消費者向けデバイスの技術仕様や、既存のWi-Fiデバイスとのトラフィック競合を処理するための共存仕様を共同で作成しています。

T-MobileとVerizon Wirelessは、2016年にもこのようなシステムを導入することに関心を示している。^[8]携帯電話事業者は通常、独占ライセンスを持つ無線周波数帯域に依存しているが、LTE-Uは、すでにその帯域を使用しているWi-Fi機器（家庭用ブロードバンドネットワークに接続するスマートフォン、ラップトップ、タブレット、企業が提供する無料ホットスポットなど）と帯域を共有することになる。

2019年1月下旬現在、3か国で3つのLTE-Uネットワークが導入/開始されており、さらに8つの通信事業者が7か国で試験やパイロットの形でこの技術に投資している。^[9]

LTE-Unlicensed の 2 番目のバリアントは Licensed Assisted Access (LAA) であり、3GPP によって Rel-13 で標準化されています。LAA は、ヨーロッパと日本で義務付けられている LBT プロトコルの要件に準拠しています。世界のさまざまな地域の規制要件に準拠した、統一されたグローバル フレームワークを提供することが期待されています。

• 3GPP Rel-13 では、ダウンリンク (DL) に対してのみ LAA が定義されています。
• 3GPP Rel-14 では、ライセンス不要チャネルでのアップリンク (UL) 操作を含む、拡張ライセンス アシスト アクセス (eLAA) が定義されています。
• 3GPP Rel-15 この技術は、3GPP のリリース 15 で Further Enhanced LAA (feLAA) というタイトルで開発が続けられました。

エリクソンは、同様の技術を説明するためにライセンスアシストアクセス（LAA）という用語を使用しています。 ^[10] LAAは、Wi-FiバンドでのLTEの動作を標準化するための第3世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）の取り組みです。これは、同じバンドで他のWi-Fiデバイスと共存するために、一部のヨーロッパ諸国で義務付けられているlisten-before-talk（LBT）と呼ばれる競合プロトコルを使用します。^{[8] [6] [1]}

MulteFire は、無認可帯域における LTE の別のバリエーションであり、スモール セル向けの LTE のスタンドアロン バージョンとして提案されています。このバリエーションは、無認可スペクトルのみをプライマリおよび唯一のキャリアとして使用し、将来的に中立ホストが LTE を展開する機会を提供します。^[1]無認可帯域での LTE のスタンドアロン運用のアイデアは、もともと 3GPP の少数のベンダーによって提案されましたが、この技術がライセンスされたスペクトル保有に依存することを望んだネットワーク オペレーターによって拒否されました。^[要出典]この技術は現在、MuLTEfire Alliance によって開発されています。

携帯電話ネットワーク事業者によるLTE-Uの使用提案は、通信業界で議論の的となっている。^[11] 2015年6月、Googleは米国連邦通信委員会（FCC）に25ページの抗議書を送り、非常に技術的な詳細を盛り込んでLTE-Uに反対する主張を展開した。 ^[6] Googleの調査では実際のLTE-U機器をテストに使用しなかったため、業界の専門家の中にはその結論に疑問を呈する者もおり、あるコメント投稿者はこの調査を「完全に人為的で憶測に過ぎない」ものであり「恥ずべき」ものだと評した。^[12]

2015年8月、Wi-Fiアライアンスと全米ケーブル通信協会（NCTA）も、LTE-Uが他のWi-Fiデバイスのパフォーマンスを大幅に低下させるという懸念を理由に、さらなるテストが行​​われる前にLTE-Uの承認に反対を表明した。^[5]また、2015年8月、クアルコムはFCCへの詳細な提出書類の中で、Googleのホワイトペーパーでなされた申し立てに回答した。^[13]クアルコムは、「特にGoogleのFCC提出書類で引用されているテストシナリオを（可能な限り最大限に）再現するように特別に設計された」テストを実施し、「LTE-UがWi-Fiのエネルギー検出（「ED」）レベルを超えても下回っても、LTE-UはWi-Fiと非常にうまく共存できることを総合的に示しました」と述べた。クアルコムは、結果の相違は「EDレベル以下のLTE-U/Wi-Fi共存について両社が実施したテストでは、極めて悲観的で非現実的な技術的仮定が使用されていた」のに対し、クアルコムのテストは実際のLTE-U機器（Googleの調査では信号発生器を使用）を含む「はるかに現実的な設定を使用して」実施されたためであると説明した。

2016年5月、ニューヨーク市長室はFCC、3GPP、Wi-Fiアライアンス、IEEEに書簡を送り、同市がこの技術に幅広く投資していることから、LTE-UがWi-Fiに干渉するのではないかという懸念を表明した。^[14]これらの懸念は公開イベントで議論された。^[15]

2016年6月、Wi-Fiアライアンスは共存テスト計画が8月に準備できると発表した。FCCへの提出書類では、クアルコム、ベライゾン、T-モバイルがこの計画を使用する予定であり、一部は2016年末までに完全実装することを目指していると述べた。 ^[16]しかし、2016年8月、クアルコムは異議を唱えた。「Wi-Fiアライアンスが発表したテスト計画の最新版は技術的な価値がなく、根本的にLTE-Uに偏っており、クアルコムが昨年提供したインプットのほとんどすべてを、物議を醸していない点も含めて拒否している」と政府関係担当上級副社長のディーン・ブレナーは述べた。^[17]クアルコムは、この計画はWi-Fiに偏っており、また、すでに3GPP標準であるにもかかわらず、テスト計画がLTE-UだけでなくLAAにも拡大されていると主張している。^[17]ベライゾンもこの試験計画に反対し、「根本的に不公平で偏っている」と述べた。^[18]

2021年にシカゴ大学が行った研究でも、LAAがアクティブに使用されている場合、Wi-Fiのパフォーマンスが著しく低下することが示されました。^[19]

2016年11月、ベライゾンはWi-Fiアライアンスの共存計画とは別に、5Ghz帯域で40の小型セルをテストするための特別暫定権限（STA）申請をFCCに提出しました^[20]。別の申請によると、ベライゾンはオクラホマシティ、ノースカロライナ州ローリーとケーリー、テキサス州アーヴィングでテストを実施する予定です。^[21]

2017年2月、FCCはエリクソンとノキアが製造した基地局でのLTE-Uの使用を承認した。^[22]

2017年6月26日現在、T-Mobileはワシントン州ベルビュー、ニューヨーク州ブルックリン、ミシガン州ディアボーン、ネバダ州ラスベガス、テキサス州リチャードソン、カリフォルニア州シミバレーにおいてLTE-Uの導入に成功したと発表しました。^[23]

2019年1月、世界モバイルサプライヤー協会は、21か国で32の通信事業者がLAAに投資していると報告しました。 ^[9]これは2019年7月までに21か国で37の通信事業者に増加しました。 ^[24]これらのうち8つの通信事業者は6か国でLAAネットワークの立ち上げを発表しており、29の通信事業者は18か国でこの技術を試験または導入しています。GSAはまた、GCT、Intel、Mediatek、Qualcomm、Samsungなどのベンダーから、LTE-U、LAA、LWA、CBRSの1つ以上をサポートするモデムを搭載した21のチップセットを特定しました。^{[9] [24]}

• モバイルデータオフロード
• マルチファイア
• 空白（ラジオ）
• LTEアドバンストプロ
• LTE-WLANアグリゲーションは、周波数をめぐって競合するのではなく、Wi-Fiアクセスを明示的に利用する代替案である。