O 6G está previsto para 2025/30. Existem várias ideias para a próxima geração, embora pareça que o OFDM veio para ficar.
Tendência 1: Mais espectro, mais bits: O desafio de alcançar dezenas de Gb/s, pelo menos num sentido agregado a uma pequena região, dependerá de encontrar ainda mais espectro. Existem várias bandas entre 100 e 300 GHz que se mostram promissoras.
Tendência 2: Maior ênfase na largura de banda espacial: Existem alguns esforços para aprimorar o MIMO massivo além do estado da arte atual, tendo o 6G como alvo.
Tendência 3: Novas tecnologias: A tecnologia de antenas está vendo muita atividade no momento e há uma forte expectativa de que antenas de mmW e superiores sejam incorporadas em chips em aparelhos e, posteriormente, em soluções de pequenas células.
Tendência 4: Suporte a novos aplicativos: O primeiro padrão de celular projetado principalmente para comunicação máquina a máquina e isso terá um impacto dramático nos requisitos de QoS e roaming. Outras classes de aplicação geral incluem Internet Tátil, Internet de Habilidades e veículos autônomos.
Tendência 5: Correções 5G: O 5G está implementando muitas mudanças fundamentais, algumas delas terão que ser corrigidas.
A implantação do 5G começou em 2019 e a implantação completa deve acontecer em 2021. A nova arquitetura possui os seguintes recursos evoluídos:
- Um novo núcleo, denominado 5GC e dividido nas seguintes funcionalidades
- Funções de autenticação e mobilidade (AMF)
- Funções do plano do usuário (UPF)
- Funções de gerenciamento de sessão (SMF)
- Um novo rádio denominado NR (New Radio), que possui múltiplas numerologias de subportadoras (espaçamentos múltiplos de subportadoras) e é utilizado em dois tipos de Estações Base:
- ng-eNB: 4G eNB (estação base) que suporta conectividade com rádios 5G
- gNB: 5G estação base
Esta versão 5G do LTE foi parcialmente especificada no Release 15 (2018) e concluída no Release 16 (2020), quando deveria se tornar o ITU (União Internacional de Telecomunicações) IMT-2020 (International Mobile Telecommunications).
O NR aproveitou a flexibilidade do OFDM e permitiu diversas configurações de espaçamento. O formato do quadro foi flexibilizado, mas muitas opções tiveram que ser incluídas para satisfazer todas as partes. Finalmente, alguns anacronismos das especificações originais foram praticamente abandonados como prefixo cíclico estendido e DFT-S-OFDM.
A questão principal não foi abordada. A diversidade de canais especificada no WIMAX (permutação) não foi adotada, portanto a diversidade de canais continua pobre.
O uso de altas frequências e células pequenas não será a panacéia anunciada, mas resolverá algumas situações (não muitas). Células pequenas podem ser usadas em 4G, assim como nas bandas de alta frequência.
Concluindo, 5G é um 4G ligeiramente aprimorado. As promessas de marketing do 3GPP são enormes, mas a realidade é muito mais modesta.
4G: OFDM (multiplexação por divisão ortogonal de frequência)
A tecnologia OFDM foi desenvolvida por RW Chang do Bell Labs em 1966, mas sua implementação prática não era viável na época.
Em 1999, o IEEE especificou OFDM para sua rede local sem fio 802.11 como 802.11a-1999 (5 GHz inicialmente e depois 2,4 GHz), com o nome comercial como Wi-Fi (Wireless-Fidelity). Logo esta solução conquistou o mundo e é a implementação wireless mais difundida, presente na maioria das residências e estabelecimentos comerciais.
Em 2001, o IEEE emitiu o 802.16, comercialmente denominado WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Tornou-se o primeiro sistema 4G de operadora OFDM a ser implantado.
3GPP lançou sua própria versão OFDM em 2009 (Release 8), sob o nome comercial de LTE (Long Term Evolution).
O LTE beneficiou-se da experiência de campo do WiMAX e foi apoiado pela Comunidade Europeia e seus fornecedores. Ele foi constantemente atualizado por meio de versões adicionais (versão 9 a dezembro de 2009, versão 10 a março de 2011 (LTE Advanced), versão 11 a setembro de 2012, versão 12 a junho de 2014, versão 13 a dezembro de 2015 e versão 14 a junho de 2017).
A procura de comunicações sem fios continua a crescer e os operadores estão a ficar sem capacidade de espectro. Novas aplicações, como IoT e M2M, estão surgindo e exigem novos recursos, que antes não eram necessários. Isto abre as portas para redes privadas alimentadas por fornecedores especializados.
Operadoras e fornecedores tradicionais perceberam que a sua implementação (4G LTE) não poderia atender nem a todos os requisitos, nem à demanda. Além disso, apresentava algumas falhas herdadas desde o seu início.
Uma nova arquitetura e um novo rádio foram necessários para evoluir ainda mais a tecnologia. Esta evolução foi rotulada pelo 3GPP como 5G, embora tecnologicamente ainda seja o mesmo OFDM do 4G.
3G: CDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código)
Esta tecnologia foi desenvolvida pela Qualcomm e adotada pela TIA em 1995 como IS-95, sob o nome comercial de cdmaOne e posteriormente cdma2000. A capacidade de dados foi adicionada com EV-DO (Evolution Data Only) em 1999, RevA/B em 2006 e SVDO (Simultaneous Voice and EVDO) em 2011.
Os europeus desenvolveram o seu próprio padrão sob o nome de UMTS (Universal Mobile Telecommunication Standard). As primeiras especificações foram feitas pelo 3GPP na versão 99 (1999). A capacidade de dados foi adicionada com HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) em 2005, HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) em 2007 e HSPA+ (High Speed Packet Access) em 2009.
2G: Digital (TDMA)
Os sinais analógicos utilizados em 1G foram digitalizados com o intuito de aumentar a capacidade. A primeira implementação digital foi especificada pela TIA como IS-54 e posteriormente IS-136. O padrão IS-54 foi publicado em 1990 com o nome comercial de D-AMPS. Ele multiplexou 3 canais digitais em 1 canal AMPS. A primeira rede comercial foi implantada em 1993. Os países europeus emitiram sua própria implementação digital GSM (Groupe Spécial Mobile, renomeado Global System for Mobile) em 1991. A capacidade de dados foi adicionada com GPRS (General Packet Radio Service) em 2000 e EDGE ( Taxas de dados aprimoradas para evolução GSM) em 2003.
1G: Analogico
Essa tecnologia estabeleceu o conceito de células, que permitiu o boom wireless. Foi concebido pela Bell Labs e publicado no Bell System Technical Journal (manuscrito recebido em 1 de agosto de 1978, por N. Ehrlich, RE Fisher e TK Wingard e publicado em BSTJ vol58, No1, janeiro de 1979). O nome comercial era AMPS (Advanced Mobile Phone Service) e foi implementado pela primeira vez em 1983. Os derivados europeus eram chamados NMT (Nordic Mobile Telephone) e TACS (Total Access Communication System).
A primeira implementação utilizou canais de 30 kHz na banda de 800 MHz.