4G

4Gは、2000年代後半から2010年代初頭にかけて導入された第4世代の携帯電話ネットワーク技術を指します。それ以前の第3世代（ 3G ）技術と比較して、4GはオールIP通信とブロードバンドサービスをサポートするように設計されており、音声電話における回線交換が不要です。[ 1 ]また、3Gと比較してデータ帯域幅が大幅に向上しているため、高解像度メディアストリーミングやモノのインターネット（IoT）アプリケーションの拡張など、さまざまなデータ集約型アプリケーション[ 2 ]が可能になります。[ 1 ]

「4G」として販売された最も初期の技術は、 3GPPグループが開発したLong Term Evolution（LTE）と、IEEE仕様に基づいたMobile Worldwide Interoperability for Microwave Access （モバイルWiMAX）でした。[ 3 ] [ 4 ]これらは、以前の3Gおよび2Gに比べて大幅な機能強化をもたらしました。

技術概要

2008年11月、国際電気通信連合無線通信部門（ITU-R）は、国際移動体電気通信高度化（IMT-Advanced）仕様と呼ばれる4G標準の要件セットを指定し、4Gサービスのピーク速度要件を、高移動性通信（電車や車など）では100メガビット/秒（Mbit/s）（=12.5メガバイト/秒）、低移動性通信（歩行者や静止したユーザーなど）では1ギガビット/秒（Gbit/s）に設定しました。[ 5 ]

モバイルWiMAXとLTEの初期リリース版は、ピークビットレートが1 Gbit/sをはるかに下回るため、IMT-Advancedに完全準拠しているとは言えませんが、サービスプロバイダーからは4Gと呼ばれることがよくあります。通信事業者によると、ネットワークの世代とは、下位互換性のない新しい技術の導入を指します。2010年12月6日、ITU-Rは、これら2つの技術、およびIMT-Advancedの要件を満たさないその他の3G以降の技術についても、IMT-Advanced準拠版の先駆けであり、「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、性能と機能が大幅に向上している」限り、「4G」と見なすことができると認めました。LTEとWiMAXの初期の規格は、以前は3.9G/3.95Gと呼ばれることもありました。[ 6 ] [ 7 ] ITUによる4Gの新しい定義には、Evolved High Speed Packet Access（HSPA+）も含まれています。[ 8 ]

モバイルWiMAXリリース2 （ WirelessMAN-AdvancedまたはIEEE 802.16mとも呼ばれる）とLTE Advanced （LTE-A）は、上記2つのシステムのIMT-Advanced準拠の下位互換バージョンであり、2011年春に標準化され、1Gbit/s程度の速度を約束しています。2012年1月、ITUは4Gの定義を撤回し、モバイルWiMAX 2とLTE Advancedは「真の4G」であり、それ以前のものは3Gから4Gへの「過渡期」であると主張しました。[ 1 ]

以前の世代とは異なり、4Gシステムは従来の回線交換電話サービスをサポートしておらず、IPテレフォニーなどのインターネットプロトコル（IP）ベースの通信に依存しています。以下に示すように、 3Gシステムで使用されていたスペクトル拡散無線技術は、すべての4G候補システムで廃止され、OFDMAマルチキャリア伝送やその他の周波数領域等化（FDE）方式に置き換えられています。これにより、広範囲にわたるマルチパス無線伝搬（エコー）にもかかわらず、非常に高いビットレートでの伝送が可能になります。ピークビットレートは、MIMO（ 多入力多出力）通信用のスマートアンテナアレイによってさらに向上します。

背景

モバイル通信の分野では、「世代」とは一般に、サービスの基本的な性質の変化、下位互換性のない伝送技術、より高いピーク ビット レート、新しい周波数帯域、ヘルツ単位のより広いチャネル周波数帯域幅、および多数の同時データ転送の容量の増加 (ビット/秒/ヘルツ/サイト単位のより高いシステム スペクトル効率) を指します。

1981 年のアナログ (1G) 伝送から 1992 年のデジタル (2G) 伝送への最初の移行以来、新しいモバイル世代が約 10 年ごとに登場しています。その後、2001 年にはマルチメディア サポート、拡散スペクトル伝送、および 200 kbit/sの最小ピーク ビット レートを備えた3G が登場し、2011 年と 2012 年には、モバイル ウルトラ ブロードバンド (ギガビット速度) アクセスを提供する オール IPパケット交換ネットワークを指す「真の」 4G が登場しました。

ITU は将来のグローバル通信に使用されるテクノロジに関する推奨事項を採用していますが、標準化や開発作業を実際に自ら実行するのではなく、IEEE、WiMAX フォーラム、3GPP などの他の標準化団体の作業に依存しています。

1990年代半ば、ITU-R標準化機構は、3Gシステムと見なされるべき標準の枠組みとして、2000 kbit/sのピークビットレートを必要とするIMT-2000要件を発表しました。 [ 9 ] UMTSファミリで最も高速な3Gベースの標準はHSPA+標準で、2009年から商用化されており、MIMOなし、つまりアンテナ1本のみで21 Mbit/sのダウンストリーム（11 Mbit/sのアップストリーム）を提供し、2011年にはDC-HSPA+（5 MHzのUMTSキャリアを2つ同時に使用）[ 10 ]または2x2 MIMOのいずれかを使用して、最大42 Mbit/sのダウンストリームピークビットレートまで加速されました。理論上は最大672 Mbit/sの速度が可能ですが、まだ展開されていません。CDMA2000ファミリーの中で最も高速な 3G ベースの規格はEV-DO Rev. Bで、2010 年から利用可能であり、ダウンストリーム速度は 15.67 Mbit/s です。

2008 年、ITU-R は4G システムのIMT Advanced (International Mobile Telecommunications Advanced) 要件を規定しました。

4G+ LTEネットワークの周波数

IMT-Advancedの要件

この記事は、 ITU-Rが定義するIMT-Advanced（国際移動体通信高度化規格）を用いた4Gについて言及しています。IMT-Advancedセルラーシステムは、以下の要件を満たす必要があります。[ 11 ]

  • 完全 IP パケット交換ネットワークをベースにします。
  • モバイルアクセスなどの高モビリティでは最大約100Mbit/sのピークデータレートを持ち、ノマディック/ローカルワイヤレスアクセスなどの低モビリティでは 最大約1Gbit /sのピークデータレートを持ちます。 [ 5 ] 
  • 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できるようになります。
  • 5～20MHz（オプションで最大40MHz）のスケーラブルなチャネル帯域幅を使用します。[ 5 ] [ 12 ]
  • ダウンリンクのピークリンク スペクトル効率は 15ビット/秒/Hz、アップリンクのピーク リンク スペクトル効率は 6.75 ビット/秒/Hz です (つまり、ダウンリンクの 1 ギガビット/秒は 67 MHz 未満の帯域幅で実現可能である必要があります)。   
  • システムスペクトル効率は、屋内の場合、 下りリンクで3ビット/秒・Hz・セル、 上りリンクで2.25ビット/秒・Hz・セルである。[ 5 ]
  • 異機種ネットワーク間でのスムーズなハンドオーバー。

2009年9月、4G候補として国際電気通信連合（ITU）に技術提案が提出されました。[ 13 ]基本的にすべての提案は次の2つの技術に基づいています。

モバイルWiMAXと初期のLTEの実装は、WiMAX 2（802.16m仕様に基づく）とLTE Advancedが導入されるまでの一時的な解決策として、大きな進歩をもたらすと考えられていました。LTE Advancedの標準バージョンは2011年春に承認されました。

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。[ 14 ] LTE Advancedは、3GPP仕様のリリース10の一部として2010年に標準化されました。

 一部の情報源では、最初のリリースの LTE およびモバイル WiMAX の実装は、固定受信で 1 Gbit/s 、モバイルで 100 Mbit/s という計画要件に完全には準拠していないため、4G 以前または4G に近いものとみなされてい ます。

一部のモバイル通信事業者が4Gと宣伝しながらも、一部の情報源によると4G以前のバージョン（一般的に3.9Gと呼ばれる）である製品を発売したことで混乱が生じています。これらのバージョンはITU-Rが定義した4G標準の原則には従っていませんが、ITU-Rによれば今日では4Gと呼ぶことができます。例えば、 Vodafone NetherlandsはLTEを4Gとして宣伝し、LTE Advancedを「4G+」サービスとして宣伝しました。3.9Gシステムを新世代とブランディングする一般的な議論は、3G技術とは異なる周波数帯域を使用していること、新しい無線インターフェースパラダイムに基づいていること、標準が3Gと下位互換性がない一方で、一部の標準は同じ標準のIMT-2000準拠バージョンと上位互換性があることです。

システム標準

IMT-2000準拠の4G規格

2010年10月現在、ITU-Rワーキングパーティ5Dは、数年後に利用可能となるグローバル通信システムに焦点を当てたITUの国際移動体通信高度化プログラム（IMT-Advancedプログラム）に、業界で開発された2つの技術（LTE AdvancedとWirelessMAN-Advanced） [ 15 ]を組み込むことを承認しました。

LTEアドバンスト

LTE Advanced （Long Term Evolution Advanced）は、 IMT-Advanced標準の候補であり、2009年秋に3GPP組織からITU-Tに正式に提出され、2013年に公開されました。[ 16 ] 3GPP LTE Advancedの目標は、ITUの要件に到達し、それを上回ることです。[ 17 ] LTE Advancedは、本質的にはLTEの拡張です。これは新しいテクノロジーではなく、既存のLTEネットワークの改良です。このアップグレードパスにより、ベンダーはLTEを提供してからLTE Advancedにアップグレードする方がコスト効率が高くなります。これは、WCDMAからHSPAへのアップグレードに似ています。LTEとLTE Advancedでは、追加のスペクトルと多重化も使用して、より高速なデータ速度を実現します。協調マルチポイント伝送によって、システム容量を増やしてデータ速度の向上に対応することもできます。

LTE-Advancedのデータ速度
LTEアドバンスト
ピークダウンロード1000 メガビット/秒
ピークアップロード 500 メガビット/秒

IEEE 802.16m または WirelessMAN-Advanced

IEEE 802.16mまたはWirelessMAN-Advanced（WiMAX 2）802.16eの発展型が開発中であり、静止受信で1Gbit/s、移動受信で100Mbit/sというIMT-Advancedの基準を満たすことを目指している。[ 18 ]

フォアランナーのバージョン

ロングタームエボリューション（LTE）

TeliaブランドのSamsung LTEモデム
Huawei 4G+ デュアルバンドモデム

4G以前の3GPP Long Term Evolution（LTE）技術は「4G – LTE」と呼ばれることが多いですが、最初のLTEリリースはIMT-Advancedの要件に完全に準拠していません。LTEの理論的なネットビットレート容量は、20MHzチャネル使用時でダウンリンク最大100Mbps、アップリンク最大50Mbpsです。さらに、 MIMO（マルチ入力マルチ出力）、つまりアンテナアレイを使用すれば、さらに高速化できます。

物理的な無線インターフェースは、初期段階では高速OFDMパケットアクセス（HSOPA）と呼ばれていましたが、現在は進化型UMTS地上無線アクセス（E-UTRA）と呼ばれています。最初のLTE USBドングルは、他の無線インターフェースをサポートしていません。

世界初の公衆LTEサービスは、2009年12月14日にスカンジナビアの2つの首都、ストックホルム（エリクソンとノキア・シーメンス・ネットワークスのシステム）とオスロ（ファーウェイのシステム）で開始され、4Gのブランド名が付けられました。ユーザー端末はサムスンによって製造されました。 [ 19 ] 2012年11月現在、米国で公衆LTEサービスを提供しているのは、メトロPCS、[ 20 ]ベライゾン・ワイヤレス、[ 21 ] AT&Tモビリティ、USセルラー、[ 22 ]スプリント、[ 23 ] T-モバイルUSの5社です。[ 24 ]

T-Mobile Hungaryは、2011年10月7日にパブリックベータテスト（フレンドリーユーザーテストと呼ばれる）を開始し、2012年1月1日から商用4G 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1日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。[ 25 ] KTテレコムは2012年3月までに2Gサービスを終了し、2012年6月までに1.8GHz付近の同じ周波数で全国的なLTEサービスを完了した。

英国では、2012年10月にEEがLTEサービスを開始した。 [ 26 ] O2とVodafoneは2013年8月に[ 27 ] Threeは2013年12月にLTEサービスを開始した。 [ 28 ]

LTEのデータ速度[ 29 ]
LTE
ピークダウンロード 150 メガビット/秒
ピークアップロード 50 メガビット/秒

モバイル WiMAX (IEEE 802.16e)

モバイルWiMAX (IEEE 802.16e-2005) モバイル ワイヤレス ブロードバンド アクセス (MWBA) 規格 (韓国ではWiBroとも呼ばれる) 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。

2006年6月、世界初の商用モバイルWiMAXサービスが韓国ソウルでKTによって開始されました。[ 30 ]

スプリントは2008年9月29日よりモバイルWiMAXの使用を開始し、現在のバージョンは4GシステムのIMT Advanced要件を満たしていないにもかかわらず、これを「4G」ネットワークとしてブランド化している。[ 31 ]

ロシア、ベラルーシ、ニカラグアでは、WiMaxブロードバンドインターネットアクセスはロシア企業のScartelによって提供されており、4G、Yotaというブランド名でも提供されていた。[ 32 ]

WiMAXのデータ速度
ワイマックス
ピークダウンロード 128 メガビット/秒
ピークアップロード 56 メガビット/秒

最新バージョンの規格である WiMax 2.1 では、規格が更新され、以前の WiMax 規格との互換性がなくなり、代わりに LTE-TDD システムと互換性が確保され、実質的に WiMax 規格と LTE が統合されました。

中国市場向けTD-LTE

世界の通信業界でLTE（ロングタームエボリューション）とWiMAXが積極的に推進されているように、LTEは4Gモバイル通信の最も強力な主導的技術でもあり、中国市場を急速に席巻しています。LTEエアインターフェース技術の2つの変種のうちの1つであるTD-LTEはまだ成熟していませんが、国内外の多くの無線通信事業者が次々とTD-LTEに移行しています。

IBMのデータによると、通信事業者の67%がLTEを検討しており、これはLTEが将来の市場の主要な獲得源となるためです。上記のニュースは、通信事業者のわずか8%がWiMAXの利用を検討している一方で、WiMAXは市場最速のネットワーク伝送を顧客に提供し、LTEに匹敵する可能性があるというIBMの声明を裏付けるものでもあります。

TD-LTEは、中国初の4G無線モバイルブロードバンドネットワークデータ規格ではありませんが、中国最大の通信事業者である中国移動（チャイナモバイル）によって改訂・公開された中国独自の4G規格です。一連のフィールド試験を経て、今後2年以内に商用化される予定です。エリクソンのウルフ・エヴァルトソン副社長は、「中国工業省と中国移動は今年第4四半期に大規模なフィールド試験を実施する予定で、その際にはエリクソンが協力する予定です」と述べています。しかし、現在の開発動向から見ると、中国移動が提唱するこの規格が国際市場で広く受け入れられるかどうかは依然として議論の余地があります。

廃止された候補システム

UMB（旧EV-DO Rev. C）

UMB（Ultra Mobile Broadband）は、 3GPP2標準化グループにおいて、 CDMA2000携帯電話規格を次世代のアプリケーションと要件に合わせて改良することを目指して進められていた、中止された4Gプロジェクトのブランド名でした。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、LTEに移行すると発表しました。[ 33 ]目標は、下り275Mbps以上、上り75Mbps以上のデータ速度を実現することでした。

フラッシュOFDM

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。

iBurst および MBWA (IEEE 802.20) システム

iBurstシステム（またはHC-SDMA、高容量空間分割多元接続）は、初期段階では4Gの前身と考えられていました。その後、モバイルブロードバンドワイヤレスアクセス（MBWA）システム（IEEE 802.20とも呼ばれる）へと発展しました。

すべての候補システムにおける主要技術

主な特徴

提案されているすべての 4G テクノロジーには、次の主要な特徴が見られます。

  • 物理層の伝送技術は以下のとおりである。[ 34 ]
    • MIMO：マルチアンテナ、マルチユーザーMIMOなどの空間処理によっ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、例えばダウンリンクではマルチキャリア変調（OFDM ）、アップリンクでは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する
    • 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、別名線形プリコードOFDMA、LP-OFDMA）：チャネル状況に基づいて異なるユーザーに異なるサブチャネルを割り当てることによる可変ビットレート。[ 35 ]
    • ターボ原理誤り訂正符号：受信側で必要なSNRを最小限に抑える
  • チャネル依存スケジューリング：時間変動チャネルを使用する
  • リンク適応：適応変調と誤り訂正符号
  • モビリティに活用されるモバイルIP
  • IPベースのフェムトセル（固定インターネットブロードバンドインフラストラクチャに接続されたホームノード）

以前の世代とは対照的に、4Gシステムは回線交換電話をサポートしていません。IEEE 802.20、UMB、OFDM規格[ 36 ]には、協調中継とも呼ばれるソフトハンドオーバーのサポートがありません。

多重化とアクセス方式

最近、直交FDMA（OFDMA）、シングルキャリアFDMA（SC-FDMA）、インターリーブFDMA、マルチキャリアCDMA（MC-CDMA）といった新しいアクセス方式が、次世代システムにおいてますます重要性を増しています。これらの方式は、効率的なFFTアルゴリズムと周波数領域イコライゼーションに基づいており、1秒あたりの乗算回数を削減します。また、帯域幅を制御し、スペクトルを柔軟に形成することも可能です。しかしながら、高度な動的チャネル割り当てと適応型トラフィックスケジューリングが必要となります。

WiMAXはダウンリンクとアップリンクの両方でOFDMAを使用しています。LTE （通信）では、ダウンリンクにOFDMAが使用されています。一方、アップリンクにはシングルキャリアFDMAが使用されています。これは、OFDMAはPAPR関連の問題に大きく影響し、増幅器の非線形動作につながるためです。IFDMAは電力変動が少ないため、エネルギー効率の低い線形増幅器を必要とします。同様に、MC-CDMAはIEEE 802.20規格の提案に含まれています。これらのアクセス方式は、CDMAなどの従来の技術と同等の効率を提供します。さらに、スケーラビリティとより高いデータレートを実現できます。

上記のアクセス技術のもう一つの重要な利点は、受信機におけるイコライゼーションの複雑さが軽減されることです。これは特にMIMO環境において大きな利点となります。MIMOシステムの空間多重伝送は、本質的に受信機における複雑なイコライゼーションを必要とするためです。

これらの多重化システムの改良に加えて、改良された変調技術も使用されています。以前の規格では主に位相偏移変調（PHSK）が使用されていましたが、 3GPP Long Term Evolution規格では、 64QAMなどのより効率的なシステムが提案されています。

IPv6サポート

回線交換型とパケット交換型のネットワークノードからなる2つの並列インフラストラクチャに基づく3Gとは異なり、4Gはパケット交換のみに基づいています。そのため、低遅延のデータ伝送が求められます。

IPv4アドレスは（ほぼ）枯渇しているため[注1 ] 、IPv6は、IPを使用して通信する多数の無線対応デバイスをサポートするために不可欠です。利用可能なIPアドレスの数を増やすことで、IPv6はネットワークアドレス変換（NAT）の必要性を排除します。NATは、限られた数のアドレスを多数のデバイス間で共有する方法ですが、多くの問題と制限があります。IPv6を使用する場合でも、IPv6に接続されていない従来のIPv4デバイスとの通信には、何らかのNATが必要です。

2009年6月現在、Verizonは自社のネットワーク上のすべての4GデバイスがIPv6をサポートすることを要求する仕様を公開している。[ 37 ] [ 38 ]

高度なアンテナシステム

無線通信のパフォーマンスは、スマートアンテナまたはインテリジェントアンテナと呼ばれるアンテナシステムに依存します。最近では、高速、高信頼性、長距離通信などの4Gシステムの目標を達成するために、複数のアンテナ技術が登場しています。 1990年代初頭、データ通信のデータレートの増大するニーズに対応するために、多くの送信方式が提案されました。空間多重化という技術が、帯域幅の節約と電力効率の点で重要になりました。 空間多重化では、送信機と受信機に複数のアンテナを展開します。 その後、独立したストリームをすべてのアンテナから同時に送信できます。 この技術は、インテリジェントアンテナのブランチとしてMIMOと呼ばれ、基本データレートに送信アンテナの数または受信アンテナの数（少ない方）を乗算します。 これとは別に、フェージングチャネルで高速データを送信する際の信頼性は、送信機または受信機でより多くのアンテナを使用することによって改善できます。 これは送信ダイバーシティまたは受信ダイバーシティと呼ばれます。送受信ダイバーシティと送信空間多重化はどちらも時空間符号化技術に分類され、送信側でのチャネル情報を必ずしも必要としません。もう1つのカテゴリは閉ループマルチアンテナ技術で、送信側でのチャネル情報が必要となります。

オープンワイヤレスアーキテクチャとソフトウェア無線（SDR）

4G 以降の主要テクノロジーの 1 つは、オープン ワイヤレス アーキテクチャ (OWA) と呼ばれ、オープン アーキテクチャプラットフォームで複数のワイヤレス エア インターフェイスをサポートします。

SDRはオープンワイヤレスアーキテクチャ（OWA）の一形態です。4Gは複数の無線規格の集合体であるため、4Gデバイスの最終形態は様々な規格を包含することになります。これは、無線融合分野に分類されるSDR技術を用いることで効率的に実現できます。

4Gと4G以前の技術の歴史

1991年、WiLANの創設者であるハティム・ザグロウルとミシェル・ファトゥーシュは、4Gモバイル通信を含む広帯域無線通信アプリケーションの基礎となる広帯域直交周波数分割多重（WOFDM ）を発明しました。 [ 39 ] [ 40 ]

携帯電話ネットワークの標準と世代のタイムライン。

4Gシステムはもともと米国防高等研究計画局（ DARPA ）によって構想された。DARPAは分散アーキテクチャとエンドツーエンドのインターネットプロトコル（IP）を選択し、早い段階でピアツーピアネットワークを信じた。ピアツーピアネットワークでは、すべてのモバイルデバイスがネットワーク内の他のデバイスのトランシーバーとルーターの両方になり、2Gおよび3Gセルラーシステムのスポークとハブの弱点が解消される。[ 41 ] 2.5G GPRSシステム以降、セルラーシステムは、データサービス用のパケット交換ノードと音声通話用の回線交換ノードの2つのインフラストラクチャを提供してきた。4Gシステムでは、回線交換インフラストラクチャは放棄され、パケット交換ネットワークのみが提供されるが、2.5Gおよび3Gシステムでは、パケット交換ネットワークノードと回線交換ネットワークノードの両方、つまり2つのインフラストラクチャが並行して必要となる。つまり、4Gでは従来の音声通話がIPテレフォニーに置き換えられる。

2009年以降、LTE規格は長年にわたり大きく進化し、世界中の様々な通信事業者によって導入されてきました。商用LTEネットワークの概要とそれぞれの発展の歴史については、「LTEネットワーク一覧」をご覧ください。多様な導入事例の中から、多くの通信事業者がLTEネットワークの導入と運用を検討しています。計画中のLTE導入事例の一覧は、「計画中のLTEネットワーク一覧」をご覧ください。

デメリット

4Gは、海外旅行者やキャリアを乗り換えたい人にとって潜在的な不便さをもたらします。4G音声通話（VoLTE）を発着信するためには、加入者の端末は、一致する周波数帯域を備えているだけでなく（場合によってはロック解除も必要）、現地のキャリアや国に適した有効化設定も備えている必要があります。特定のキャリアから購入した携帯電話はそのキャリアで動作することが期待できますが、別のキャリアのネットワーク（国際ローミングを含む）で4G音声通話を行うことは、現地のキャリアと問題の携帯電話モデルに固有のソフトウェアアップデートなしでは不可能な場合があります。このアップデートは利用できる場合と利用できない場合があります（ただし、一致する周波数帯域で2G/3Gネットワ​​ークが利用できる場合は、音声通話のために2G/3Gにフォールバックすることは可能です）。[ 69 ]

4G研究を超えて

4Gシステムにおける主要な課題は、セルのより広い範囲、特に複数の基地局間の露出した位置にいるユーザーに対して、高ビットレートを利用可能にすることです。現在の研究では、この問題は、グループ協調リレーとも呼ばれるマクロダイバーシティ技術と、ビーム分割多元接続（BDMA）によって解決されています。[ 70 ]

パーベイシブネットワークとは、ユーザーが複数の無線アクセス技術に同時に接続し、それらの間をシームレスに移動できる、現時点では完全に仮説的な概念であり、その概念は曖昧です（垂直ハンドオフ、IEEE 802.21を参照）。これらのアクセス技術には、 Wi-Fi、UMTS、EDGE、その他の将来のアクセス技術が含まれます。この概念には、スペクトルの使用と送信電力を効率的に管理するスマート無線（コグニティブ無線とも呼ばれる）技術や、メッシュルーティングプロトコルを用いてパーベイシブネットワークを構築する技術も含まれます。

4Gの未来

2023年現在、多くの国や地域で4Gから次世代の携帯電話技術である5Gへの移行が始まっています。5Gは、さらに高速な速度、低遅延、そして膨大な数のデバイスを同時に接続する能力を約束します。

4G ネットワークは今後数年間 5G ネットワークと共存し、5G が利用できない地域でもカバレッジを提供すると予想されています。

過去の4Gネットワ​​ーク

国 ネットワーク シャットダウン日 標準 注記
カナダXploreモバイル2022年8月31日 LTE[ 71 ]
ジャマイカデジセル2018年10月31日 ワイマックス[ 72 ]
マカオスマートワン2024年11月11日 LTEスマートワンはマカオでの営業を停止し、ライセンスを政府に返還した。[ 73 ]
マレーシアはい4G2019年10月1日 ワイマックス[ 74 ] [ 75 ]
  ネパールネパールテレコム2021年12月31日 ワイマックス[ 76 ]
トリニダード・トバゴブリンクビーモバイル（TSTT）2015年3月3日 ワイマックス[ 77 ]
アメリカ合衆国スプリント2016年3月31日 ワイマックス[ 78 ] [ 79 ]
T-モバイル（スプリント） 2022年6月30日 LTE[ 80 ] [ 81 ] [ 82 ]
Tモバイル2035LTE[ 83 ]

参照

注記

  1. ^ ISP に未使用のアドレスがどれだけ存在するか、また所有者によって永久に使用されていないアドレスのうちどれだけがまだ解放され、他の人に譲渡できるかが不明であるため、正確な枯渇状況を判断することは困難です。

参考文献

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