Long Term Evolution
QPSK、16QAM、64QAMのいずれか (上り方向では64QAMはオプション)
2006年7月から8月にかけて装置開発に向けたメーカーを募集。
2007年7月より実証実験を開始している。
2008年2月 - 3月には、神奈川県横須賀市での屋外実証実験にて250 Mbpsのパケット信号伝送に成功。
ユビキタス特区制度を利用し、富士通と共同で北海道札幌市市街地で1.5 GHz帯の電波を利用したフィールド実証実験を行い、4×4 Pre-coding MIMOを適用し、帯域幅10 MHz×2にて下り最大120 Mbpsの伝送を実現した。ほかにも、低消費電力のMIMO信号分離用LSIを試作するなど、ハード面での研究開発も行っている。
2010年6月8日、LTE商用ネットワークの試験運用を開始。
2010年7月29日、ドコモのLTEサービス名を「Xi (クロッシィ)」と発表。
2010年12月24日に、5 MHz×幅×2の帯域を使用した商用サービスを開始した。この時点ではFOMAハイスピードとのデュアル式のデータ端末 (L-02C) のみで、2 GHz帯 (Band 1) を用いる。
2011年度からFOMAとのデュアルモード端末で音声通話サービスを提供した。
2012年11月16日からは、新800 MHz帯 (Band 19) および1.5 GHz帯 (Band 21) によるサービスを開始し、東名阪を除く地域 (東名阪では2014年3月末のMCAバンドの免許失効まで獲得した1.
3GPPの仕様書 (TS 36.101) にて規定されているE-UTRA (LTE) の周波数は以下の通り。基本的にW-CDMA (UMTS) の帯域は利用可能となっている。キャリアアグリゲーションの組み合わせは日本での利用可能性があるものと、SDLに係るもののみ記載する。
「内包」の意味は、あくまでも帯域の一部が被っているだけであり、実際に通信できるという意味ではない。例えば、バンド19はバンド6を内包しているが、チャンネルが全く異なるため、バンド19でバンド6にアクセスできるとは限らない。
利用通信方式は、いずれの事業者もLTE向け (ソフトバンクモバイルのみ、当初から利用可能な5 MHz幅はHSPA+向けに運用してからの転換を検討) としている。これに対しワイモバイルは、900 MHz帯を獲得できた場合は世界初の900 MHz帯 (Band 8) によるLTEサービスを開始し、データ通信網で同社のMVNOとなっているソフトバンクモバイルを含め、同社の回線を利用した新規MVNO事業者を募る方針を目指すとしていた。900 MHz帯は、ドコモは東名阪バンドを含め140 MHz幅など他社は100 MHz幅クラスの帯域を保有しているが、ワイモバイルはゴールデンバンド/プラチナバンドやIMT-コアバンドを保有しておらず、700 MHz帯よりも先に割り当てられる際に優先的な割当を希望している。
2012年1月27日、900 MHz帯の免許申請が締め切られ、SBMは当初から利用可能な5 MHz幅分はHSPA+向けとする計画 (残りをLTE向けに利用)、ドコモおよびKDDI/沖縄セルラー電話はすべてをLTE向けとして利用する計画を提出しているが、イー・アクセスは、当初利用可能な5 MHz幅分は、HSPA+向けとして利用し、2015年から利用可能となる残り10 MHz幅分をLTE向けとの計画を提出し、これまでの、獲得周波数帯をLTE向けにすべて配分するという方針を事実上撤回していることを明らかにしている。
2012年2月29日付で、900 MHz帯はソフトバンクモバイルへの割当が決まった。
2012年6月28日付で、700 MHz LowバンドがKDDI/沖縄セルラー電話に、700 MHz MiddleバンドがNTTドコモに、700 MHz Highバンドがイー・アクセスに免許が交付された。
W-CDMAやCDMA2000等の第3世代携帯電話 (3G) と、第4世代携帯電話 (4G) との間の中間過渡期な技術である。
仕様は標準化団体である3GPPにて3GPP Release.8内で2009年3月に策定された。3GPP上ではE-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)/E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) とも表記されている。
下りはOFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access 直交周波数分割多元接続) 、上りはSC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access シングルキャリア周波数分割多元接続) を採用し、20MHz幅でピークデータレートが下り方向100Mbps以上、上り方向50Mbps以上の通信速度を要求条件として仕様策定が進められた。
3Gと同じ周波数帯域を使用し、帯域幅は1.
4、3、5、10、15、20MHzを選択して使用できる(連続した帯域が20MHzを越える場合や周波数帯域が同じでも、間に別の事業者の割り当てがあって連続した帯域が確保できない場合は、後述するキャリア・アグリゲーションと呼ばれる技術で、帯域を束ねることで、下りの速度を上げることができる。上りは、束ねた中で1波分しか事実上機能しないため、理論上の最大速度は一番帯域幅が広いものの速度となる)。
伝送遅延、待ち受けからの通信状態への遅延 (接続遅延) を以前の通信規格に比較して低減するような技術が盛り込まれている。
無線パケット通信のみをサポートし、音声の通信はVoIPでサポートされる。これを、Voice over LTE、略してVoLTEと称する。
既存の2G及び3G (GSM、W-CDMA、CDMA2000、HSPA、EV-DO) とのハンドオーバーをサポートしているため、LTEサービス立ち上がり当初に問題となるエリアの狭さを既存の2Gや3Gで補うといった事も可能である。通信速度等はそれぞれのシステムに依存する。
「Long Term Evolution」の名称通り、3Gを「長期的進化・発展」させることで、スムーズに4Gに移行出来るようにする、いわば橋渡し (中継ぎ) 的な役割を期待されている。
5 GHz帯のうち7.5 MHz幅×2が使えないため) で下り最大112.5 Mbpsの通信速度に対応したが、2012年冬モデル (Xi端末のほとんどが1.5 GHz帯エリア対応) の時点では端末がUE Category 4に対応していないため、15 MHz幅×2がフル活用できるエリアであっても下り最大112.5 Mbpsのスピードは出せず、下り最大100 Mbps程度でのサービスでの提供となるとしている。2013年9月20日から iPhone 5s/5c の発売と同時に東名阪バンドである1.7 GHz帯 (LTEとしては1800 MHz帯。Band 3) によるサービスを開始した。2015年1月頃からは、700 MHz帯(バンド28)によるサービスを開始。
ドコモでは、過去のPDCや、FOMA初期のW-CDMA標準仕様の非準拠という反省を踏まえ、世界市場と協調して規格の制定・導入を行うと表明しており、商用サービスの開始も、W-CDMAの時のように世界初ではなく、他国のオペレーターの開始と合わせたものになった。
2014年6月からは、順次VoLTE(ドコモでは「ボルテ」と表記する)による音声通話サービスの提供を開始した。
2016年より、TD-LTEのサービスを開始予定。当初は、Bands 3のFDDバンドとのCAサービスとなる予定としていることから、東名阪地区限定となる見通し。
FDDまたはTDD
同社は当初、同社が推進する『Ultra 3G』の構想の一環として第3.9世代の通信方式にUMBを導入する予定だった。2009年 - 2010年には「CDMA 1X WIN」の最上位サービスにあたるCDMA2000 1x EV-DO Rev.Bのサービスを検討していたが、LTEの導入を決定したため、Rev.Bの導入を解消した。その代わりにCDMA2000 1x EV-DO Multicarrier Rev.A (新800 MHz帯および2 GHz帯の電波を利用する) をWIN HIGH SPEEDとして2010年10月に開始した。また、ブランド名称に4Gを入れた理由は、LTEを4Gと呼称してよいとなった上、世界的にもベライゾン・ワイヤレス、およびスプリント・ネクステルなどがLTEを4Gとして扱っているため、それに合わせた形となった。
2008年11月7日、第3.9世代の通信方式にLTEを導入することを明らかにした。
2008年12月3日に正式にリリースを行った。
2010年3月には那須塩原地区にLTEに対応した5つの基地局を設置した。
2012年9月21日、LTEサービス「au 4G LTE」はiPhone 5の発売に併せる形で商用サービスを順次開始し、当面の間は2.1 GHz帯 (Band 1) をiPhone 5用に、N800 MHz帯 (Band 18) および1.