LTEとは
LTEは、4Gで広く使われるLong Term Evolutionという携帯通信規格です。正式名称はLong Term Evolution（ロング・ターム・エボリューション）で、エルティーイーと読みます。
3GPP Release 8から、無線アクセスのE-UTRA、基地局のeNodeB、パケット中心のコアであるEPCを組み合わせ、低い遅延と柔軟な帯域利用を目指しました。
LTEは無線だけの名称として使われる場合と、E-UTRA＋EPCのシステム全体を指す場合があります。表示アイコンだけでコア構成や音声方式まで決めつけません。
LTEアーキテクチャーの六つの役割
SIMでネットワークへ認証し、対応帯域で送受信し、IPサービスをアプリケーションへ渡します。
eNodeBが無線リソース、接続制御、暗号区間、ハンドオーバーを扱います。
添付、認証、セキュリティ、在圏、Bearer設定のシグナリングを調整します。
eNodeBとパケットゲートウェイの間で利用者プレーンパケットを中継し、ハンドオーバーを支えます。
IPアドレス、方針、課金、フィルターを適用し、APNに対応するデータネットワークへ接続します。
LTEのIP接続上で登録・呼び出し制御を行い、VoLTE等を提供します。
制御プレーンと利用者プレーンを分ける
制御プレーンは、ネットワークへ登録する、セキュリティを設定する、Bearerを作る、ハンドオーバー先を決めるシグナリングです。小さなメッセージでも失敗すればデータパスを用意できません。
利用者プレーンは、Web、動画、音声など利用者データのパケットを運ぶ経路です。速度測定は主にこちらを見ますが、制御プレーンの再接続やハンドオーバーが遅ければ体感へ影響します。
Bearerはパケットを運ぶ論理的な扱いのまとまり
LTEはUEからパケットゲートウェイまでEPS Bearerを設定し、同じQoS扱いを受けるパケット流れを運びます。ネットワーク登録時の既定Bearerに加え、必要に応じて特定サービス用のdedicated Bearerを作れます。
Bearerは物理専用線ではありません。共有無線リソースとネットワーク待ち行列の中で、識別子、QoSパラメーター、フィルターにより扱いをそろえる論理経路です。
無線は時間と周波数の小さなリソースへ分ける
下り回線ではOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access／オーソゴナル・フリークエンシー・ディビジョン・マルチプル・アクセス）、上り回線では主にSC-FDMA（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access／シングルキャリア・フリークエンシー・ディビジョン・マルチプル・アクセス）を使います。
基地局スケジューラーは、チャネル品質、QoS、利用者数、再送状況からリソースブロックを時間ごとに割り当てます。端末画面の最大比率は、常時占有できる専用帯域を示しません。
LTE-AdvancedはLTEを後方互換で拡張する
LTE-Advanced（エルティーイー・アドバンスト）は3GPP Release 10以降の拡張で、通信事業者集約、MIMO強化、coordinated transmissionなどを導入しました。後のリリースもLTEを発展させています。
端末とネットワークが共通対応する帯域組み合わせ、アンテナ数、変調、分類で実際の機能が決まります。「LTE-A」表示だけで理論最大比率になるわけではありません。
LTEはパケット中心なので音声はIMSを使う
LTEはEPC上のIPパケットを中心に設計されました。音声を提供するVoLTEはIMSで呼び出しシグナリングとメディアを管理します。初期ネットワークでは3G/2Gへ切り替えるCS代替処理も使われました。
LTE不調の調査では、対応帯域・SIM認証・無線添付・APN・既定Bearer・IPアドレス・DNS・IMS登録を段階ごとに分けます。
LTEがE-UTRAとEvolved Packet Coreを組み合わせ、LTE-Advancedが4G benchmarkを満たす発展であることの確認資料：3GPP「The Mobile Broadband Standard」