第4世代移動通信システム（4G）：技術・性能・普及展開

技術的背景

4Gの標準は、次世代の無線およびコアネットワークの性能について国際機関が定めた目標を満たすよう策定された。真の4G実装、例えばLTE-AdvancedやWiMAX 2は、IMT-Advanced仕様の正式な要件を満たしている。一方、商用展開では、当初の技術基準を完全には満たさない場合でも、実用上は大幅な高速化を実現した初期のLTEリリースをはじめ、「4G」として販売された技術が多く用いられた。

沿革と展開

4G技術の開発は2000年代に始まった。初期のLTEネットワークは2000年代後半に導入され、2010年代を通じて普及し、多くの地域でモバイルブロードバンドの主流となった。LTE-Advancedやキャリアアグリゲーションなど、その後の進化によってピーク時および平均の通信速度は時間とともに向上した。5Gとして知られる次世代は2019年頃に商用展開が始まり、2020年以降に大きく拡大した。

一般的な性能と用途

• ピーク速度と平均速度は実装方式や利用周波数帯によって異なる。LTE級ネットワークの実環境での速度は、一般に毎秒数十～数百メガビットで測定される。
• 遅延と容量の改善により、モバイル動画、オンラインゲーム、リアルタイムのクラウドサービスが携帯端末でより実用的になった。
• 4Gネットワークは、従来の回線交換方式の通話ではなく、音声通信をIPパケットとして伝送するVoLTE（Voice over LTE）などの技術にも対応した。

継承と移行

4Gは広域のモバイルカバレッジと端末互換性を支える基盤であり続けているため、多くの通信事業者は新しい5G設備と並行して4Gインフラを維持している。5Gネットワークの拡大に伴っても、4Gはしばしばフォールバックとして機能し、5Gが利用できない場所では広いエリアをカバーする。