ギガビット LTE: 5G 革命への道を切り開く

ギガビット LTE はモバイル接続のマイルストーンであり、現在ほとんどの有線ブロードバンド接続が提供する速度をはるかに超えるアップストリームおよびダウンストリームの速度を実現します。これは、クラウドベースのソフトウェアやサービスから、モバイル仮想現実、拡張現実、ビデオ ストリーミング、自動車コンピューティングなど、あらゆるものに変革をもたらす可能性を秘めたテクノロジーです。しかし、ギガビット LTE の期待はさらに先を行くものです。 Qualcomm® や 3GPP アライアンスのパートナーなどの企業は、ギガビット LTE に投資し、次世代のモバイル接続である 5G NR の基礎を築いています。ギガビット LTE が大きな変化であるとすれば、5G NR は間違いなく革命的です。一連のモバイル ネットワーク標準というよりは、将来の世界の基礎となる接続層です。

ギガビット LTE が 5G にとって非常に重要である理由を理解するには、モバイル接続がこれまでどのように発展してきたかを理解する必要があります。 3G を主流のモバイル インターネットの出発点とし、世界中の電気通信団体のグループである第 3 世代パートナーシップ プロジェクト (3GPP) によって定義された標準を使用して、グラフィック豊富なモバイル エクスペリエンスを初めて実現します。 3G は、新たに利用可能になった無線周波数 (英国では 900MHz および 2100MHz) と高速パッケージ アクセス (HSPA) テクノロジーを利用して、最大 14.4M ビット/秒の最大ピーク ダウンロード速度を実現しました。 2010 年の HSPA+ の登場により、その速度は 63M ビット/秒にまで引き上げられました。

HSPA+ は高速でしたが、HD ビデオ ストリーミングやクラウド コンピューティングなどの新しいアプリケーションでは、より高速なスループットを実現するためにさらに大きなネットワーク容量が必要でした。これに応じて、3GPP は、Long Term Evolution (LTE) と呼ばれる、UMTS テクノロジーの進化に基づいた新しい標準を定義しました。今日の 4G ネットワークの基礎となるテクノロジーである LTE は、新しい信号処理技術と変調を使用して、新しい周波数帯域 (英国では 800MHz、1800MHz、2600MHz) でより多くの帯域幅を実現し、ピーク時のダウンロード速度は最大 150M ビット/秒、実際のダウンロード速度は 150M ビット/秒に達します。最大 30 ～ 50M ビット/秒。

ここ数年、LTE は強化され、新しい標準である LTE Advanced が導入され、LTE にキャリア アグリゲーションと MIMO 機能が追加され、速度がさらに向上しました。キャリア アグリゲーションとは、より多くの帯域幅を使用するために、異なる周波数の複数の信号を結合することを意味します。モバイル データ接続を重量物車両を運ぶ道路と考えると、通常の 1 車道を 2 車道または複数車線の高速道路に変えるようなものです。

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そしてミモ？複数入力複数出力は、デバイスと送信機の両方で複数のアンテナを使用してより多くの無線リンクを作成し、データが 2 つ以上のデータ ストリームを同時に流れることができるようにする手法です。実質的には、高速道路の上に別の道路を積み上げ、より多くの交通が最高速度で通過し続けることができるようにするようなものです。 LTE Advanced は LTE への下位互換性のあるアップグレードであるため、既存のユーザーは影響を受けません。実際、これらのアップグレードによってネットワークに作成される追加容量の恩恵を受けます。

LTE Advanced が LTE の終わりではありませんでしたが、その後継である LTE Advanced Pro、または最も一般的に知られている形式のギガビット LTE については 2 つの方法があります。一方で、ギガビット LTE は LTE Advanced へのアップグレードであり、速度がさらに向上します。もう一方では、2020 年以降の 5G ネットワークの基礎を築く、将来に向けたロードマップです。

なぜ？まず、ギガビット LTE はまったく新しいカテゴリの速度を定義します。ギガビット LTE は、最大ピーク ダウンロード速度が 1 ギガビット/秒を超え、実際の速度が最大 750 メガビット/秒であるため、モバイル デバイスが最も要求の厳しいアプリケーション (かつては PC やゲーム コンソールの唯一の領域であったものであっても) に取り組むことができるようになります。有線インターネット接続を介して動作するメディア ストリーマー。実際、ギガビット LTE により、家庭用ブロードバンド接続の必要性が完全に不要になる可能性があります。

これは、Licensed Assisted Access、4 方向 MIMO、および 256-QAM の強力な組み合わせによって決まります。 1 つ目の LAA は、新しい形式のキャリア アグリゲーションで、オープンなライセンス不要の 5 GHz ネットワークの帯域幅とライセンスのある 4G スペクトルの帯域幅を組み合わせて、トラフィックがさらに高速で自由に移動できる 4 車線のスーパー高速道路を開拓します。次に、MIMO を使用して、その高速道路を 4 レベルの深さに積み重ねます。

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一方、256-QAM は、高速道路を走行する各車両により多くのデータを詰め込み、すべての帯域幅を最大限に活用する変調形式です。これに、接続のレイテンシを短縮するさらなる機能強化を組み合わせることで、アプリケーションの応答性を低下させる可能性のある遅延を削減し、VR コンテンツのストリーミング、データ豊富なビジネス アプリケーションの処理、さらには AI アプリケーションの操作に最適なモバイル ネットワークを実現できます。 – 無人運転車を含む – 離れた場所で。

実際、ギガビット LTE は非常に大きな変化であり、なぜそれが次世代 5G ネットワークの基盤ではないのかと不思議に思うかもしれません。多くの点で、5G NR はギガビット LTE の進化版です。提案された標準では、拡張された形式の LAA を使用して、より高速な持続的なアップロードおよびダウンロード速度を提供します。一方、MIMO は Massive MIMO になり、マスト上の数十のアンテナが連携してデバイスを追跡し、無線エネルギーを直接そこに集中させることで、通信速度が大幅に向上します。無線遅延が 1 ミリ秒未満に短縮され、デバイス上で実行されているように感じられる Web ベースのアプリ、ゲーム、VR エクスペリエンスが提供され、データの読み込み中の待ち時間が目立たなくなります。

ただし、5G NR の重要な要素は NR (New Radio) です。これは、ネットワーク上でのデータの移動方法を制御する無線波形、伝送フレームワーク、チャネルコーディング方式を変更すると同時に、あまり利用されていないミリ波 (mmWave) スペクトル (24 ～ 60 GHz の範囲) の帯域幅を利用して、さらに多くのデータに対応できるようにすることを意味します。データはさらに高速に移動します。 5G NR では、はるかに高いピーク需要を処理するように設計されたネットワーク上で、ダウンロード速度が 2 ギガビット/秒から 8 ギガビット/秒の間になる可能性があります。

しかし、2020 年代初頭に 5G NR がギガビット LTE に取って代わる可能性があるとしても、数年後も後者が重要になるでしょうか?驚くべきことに、そうです。 5G NR の展開が開始されても、ギガビット LTE は高速カバレッジ レイヤーとして引き続き必要となり、5G NR がまだ利用できないエリアでも一貫したエクスペリエンスを提供し、高速接続に依存するデバイスとアプリケーションを確実にします。 5G 範囲外でも動作します。事実上、ギガビット LTE は、3G および HSPA+ が LTE で行ったこと、または EDGE が 3G で行ったことを 5G NR に対して行うことになります。

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次に、ギガビット LTE は、メーカー、開発者、サービス プロバイダーが 5G で主流となる製品を構築および導入できるプラットフォームを提供します。ギガビット LTE は、豊富なモバイル VR および AR アプリケーション、AI デバイス、自動運転車、Ultra HD エンターテイメント サービスをカバーするのに十分な速度と安定性を備えています。急成長するモノのインターネットをサポートする範囲とスループットを備えています。これは、5G が開始されると、サービスやデバイスの大規模な普及に伴って成長する余地のあるネットワーク上で、追加の帯域幅を活用するように準備され、推進される主流のアプリケーションが存在することを意味します。世界が変化し、高速接続の必要性が遍在化するにつれて、ネットワーク インフラストラクチャがそれをサポートするようになります。

つまり、ギガビット LTE は 5G の準備を整えるだけでなく、5G の到着後も重要な役割を果たすことになります。現在のギガビット LTE デバイスは、ギガビット LTE を備えた Qualcomm® Snapdragon™ 835 モバイル プラットフォームをベースとしており、ユーザーに現在最高のモバイル エクスペリエンスを提供するだけでなく、2020 年以降のさらに優れたエクスペリエンスへの道を提供します。だからこそ、ギガビット LTE が現在重要であり、将来にとっても非常に重要なのです。

クアルコムがギガビット LTE 革命をどのように推進しているかをご覧ください。