شبکه مخابراتی بی‌سیم تلفن همراه در چهار نسل مختلف تعریف شده که به معرفی شبکه‌ها و آشنایی با قابلیت شبکه‌ها و همچنین بررسی انواع شبکه‌های موبایل می‌پردازیم.
نسل اول تا چهارم
شبکه‌های تلفن همراه شبکه‌هایی هستند که در آن‌ها برج‌های رادیویی، منطقه‌ای را بوسیله‌ی امواج رادیویی تحت پوشش قرار می‌دهند. تلفن‌های همراه با قرار گرفتن در این مناطق می‌توانند از خدمات شبکه‌ای (بسته به نوع شبکه) استفاده کنند. بطور کلی چهار نسل شبکه ارتباطی برای تلفن‌های همراه وجود دارد که هر نسل دارای قابلیت و مشخصه‌هایی است که در ادامه به توضیح آن‌ها می‌پردازیم.
با پیشرفت علم ارتباطات و فناوری‌های بکار رفته در ساخت و پیاده سازی شبکه‌ها، قابلیت‌های ارتباطی تلفن‌های همراه نیز گسترش یافته تا حدی که امروزه در نسل چهارم این شبکه‌ها، بستری فراهم شده تا سرعت و امکانات را یکجا شاهد باشیم.
معرفی نسل اول: 1G
این نسل، اولین نسل از شبکه‌های تلفن بی‌سیم به شمار می‌آید. در این نسل امکاناتی که امروزه از تلفن‌های خود انتظار داریم مطرح نبود، زیرا سیگنال‌ها بصورت آنالوگ مخابره می‌شدند و در واقع از نقل و انتقال دیتا خبری نبود. این نسل که در سال ۱۹۸۰ مطرح و پیاده سازی شد با فرکانس بالایی در حدود ۱۵۰ مگاهرتز مخابره می‌شد. از این رو نتوانست خود را با سرعت و گام‌های بلند صنعت همگام کند تا در نهایت جای خود را به نسل دوم شبکه‌ها داد.
معرفی نسل دوم: 2G
نسل دوم شبکه‌های بی‌سیم تلفن‌های همراه، مشابه نسل اول ساخته شد. با این تفاوت که سیگنال‌ها (هم بین برج‌های رادیویی و هم بین تلفن و برج‌ها) بصورت دیجیتالی بودند. این سیگنال‌ها با فرکانس پایین‌تری مخابره می‌شدند. لذا با بهینه سازی‌هایی که در این نسل انجام گرفته بود، امکان انتقال دیتا را تا حد خیلی محدودی فراهم می‌کرد.
این نسل که با نام (GSM) Global System for Mobile communication هم شناخته می‌شود، این امکان را فراهم می‌کند که تلفن همراه در منطقه تحت پوشش با نزدیک‌ترین سلول برج مخابراتی ارتباط برقرار کند. لذا در مخابره‌ی سیگنال‌ها، از سرعت بالاتری بهره خواهد برد. ضمن اینکه دستگاه‌های بیشتری می‌توانند در منطقه تحت پوشش امواج رادیویی از این امکانات استفاده کنند.
آشنایی با3G
این واژه که مخفف عبارت Enhanced Data rates for GSM Evolution است گویای نسل بهینه سازی شده‌ی GSM است. شاید عده‌ای به اشتباه آن‌را شبکه نسل سوم بدانند، ولی واقعیت اینطور نیست. این فناوری که در سال ۲۰۰۳ در زیرگروه GSM قرار گرفت، دارای امکاناتی از قبیل ارسال و دریافت بسته‌های اطلاعاتی با سرعتی بالاتر است. به عبارتی با استفاده از این شبکه، از سرعت اینترنت بالاتری برخوردار خواهیم بود ولی سرعت اینترنت، تمامی ویژگی آن نیست.
بطور کلی انتقال بسته‌های دیتا (از جمله فایل‌های ویدئویی و چند رسانه‌ای) با سرعت بالا در این شبکه تعریف می‌شود. یکی از دلایلی که باعث می‌شود Edge را شبکه نسل سوم ننامیم، سرعت و امکانات محدودتر نسبت به توقع ما از شبکه نسل سوم است.
معرفی نسل سوم: 3G
این نسل از شبکه‌ها با رویکرد اصلی در مقوله‌ی چند رسانه‌ای (Multi Media) ساخته و پیاده سازی شد. نسل سوم شبکه‌های ارتباطی تلفن‌های همراه با سرعت به مراتب بالاتری نسبت به نسل دوم به ایجاد ارتباط می‌پردازد. یکی از مواردی که با استفاده از این شبکه میسر شده است، تماس تصویری با کیفیتی متفاوت بین تلفن‌های همراه است. در این نوع شبکه، اطلاعات تماما بصورت دیجیتالی ارسال و دریافت می‌شود. گفته می‌شود سرویس اینترنتی که با این نسل از شبکه‌ها ارائه می‌شود، حدودا ده برابر سرویس ADSL 128Kbps است.
معرفی نسل چهارم: 4G
نسل چهارم یعنی نسل تکامل یافته‌ی شبکه‌ها! یعنی نسل سرعت و تکنولوژی !
این الفاظ و عبارات بی‌دلیل برای این شبکه بکار برده نمی‌شود. شاید جالب باشد بدانید که در این شبکه، اطلاعات بر پایه IP مخابره و ارائه می‌شود. همین امر نشان از پهنای باند مناسب، دقت و سرعت بسیار بالا در نقل و انتقال صدا، تصویر و بسته‌های اطلاعاتی است. با توجه به اینکه نرخ تبادل اطلاعات در این شبکه بسیار بالا و بدون تاخیر است، برای ویدیو کنفرانس‌ها مناسب هستند. همچنین به دلیل پهنای باند و کانال‌های متعدد در این شبکه، امکان بهره بردن بیش از ۴۰۰۰ دستگاه (حتی در حال حرکت) از تمامی امکانات وجود دارد. این نسل از شبکه به طور کامل با ظرفیت‌های موجود در تلفن‌های همراه و همچنین نیاز آن‌ها، همخوانی دارد ولی در عصر سرعت هیچ چیز برای مدت طولانی ماندگار نیست.
نسل پنجم شبکه تلفن همراه (5G)
هم اکنون جدیدترین نسل سیستم‌های ارتباطات سیار سلولی است که پس از نسل چهارم شبکه تلفن همراه (4G) فعلی ارائه شده است. از اهداف این نسل، افزایش سرعت انتقال داده تا ۲۰ گیگابیت بر ثانیه (یک گیگابیت بر ثانیه برای هر کاربر)، افزایش ظرفیت سرویس‌دهی به کاربران شبکه (کاربران بیشتر)، کاهش تاخیر شبکه و بهینگی بیشتر مصرف توان در تجهیزات شبکه و کاربر (مانند گوشی موبایل)، و نیز پشتیبانی از سرعت بیشتر کاربران در حال حرکت (مانند کاربر سوار بر اتومبیل در اتوبان و یا قطارهای سریع‌السیر) تعریف شده است.
در این نسل باید حداقل یک میلیون کاربر ارتباطات پهن باند سیار در هر کیلومتر مربع بتوانند به شبکه متصل شوند و هر کاربر باید بتواند در شلوغ‌ترین حالت، حداقل سرعت ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه را تجربه کند، که این در استاندارد نسل چهارم قید نشده بود.
کاهش مصرف انٰرژی هم معیاری است که در این نسل به آن توجه شده است و دستگاه‌های فرستنده و گیرنده اپراتورها باید در ساعت کم مصرف به حالت صرفه‌جویی انرژی وارد شده و به سرعت فعال شوند که این معیار هم در نسل چهارم قید نشده بود.
در نتیجه، نسل پنجم به عنوان مثال، امکان ارتباط به صورت رسانه جاری (Streaming) در ساعات اوج مصرف از طریق تلفن همراه را برای افراد فراهم می‌کند. همچنین، هدف عملیاتی دیگر آن بهبود پشتیبانی از ارتباطات ماشین با ماشین، یعنی اینترنت اشیا، با هزینه کمتر، مصرف باتری کمتر و تاخیر کمتر از نسل چهارم است.
در اوایل ۲۰۱۲، اتحادیه بین‌المللی مخابرات (ITU) تحت نظر سازمان ملل برنامه‌ای را برای توسعه تیم ارتباطات بین‌المللی موبایلی (IMT) برای افق ۲۰۲۰ و فراتر از آن (IMT-2020) آغاز کرد. در نتیجه یک مسابقه جهانی برای تعیین نسل پنجم (5G) شبکه موبایل رسما شروع شد. در سه سال بعد، این نسل شروع به شکل‌گیری کرد. یک پیش‌نویس از سوی ITU-R درباره IMT-2020، سه ویژگی اصلی 5G را به عنوان سیستم موبایل پهن باند بهبود یافته تعریف می‌کند؛ ارتباطات پرشمار ماشینی مانند اینترنت اشیا، بسیار قابل اطمینان و با تاخیر اندک. همچنین پیش‌نویس مشابهی به راهنمایی درباره ملزومات این سناریوها در زمینه شاخص‌های اجرایی مانند بازده طیف، تاخیر، چگالی ارتباط، ظرفیت ترافیکی ناحیه اشاره می‌کند.
بدون دیدگاه