4G significa Quarta Geração Wireless — o primeiro padrão de banda larga móvel all-IP, alta velocidade. Substituiu voz comutada circuito 3G + dados pacote por núcleo unificado pacote (EPC) e interface aérea OFDMA.
Tecnologias Núcleo
- LTE (Long Term Evolution): 3GPP Release 8 (2009). OFDMA downlink, SC-FDMA uplink. Portadora 20 MHz máx.
- LTE-Advanced (LTE-A): Rel 10–12. Carrier Aggregation (CA), 4×4 MIMO, 256-QAM, CoMP, Relay, HetNet. 1 Gbps pico.
- LTE-A Pro (4.5G/4.9G): Rel 13–14. 32-CA, 4×4 MIMO UL, 256-QAM UL, LAA (Licensed-Assisted Access), NB-IoT, LTE-M, V2X.
Melhorias-Chave Sobre 3G
| Métrica | 3G (HSPA+) | 4G (LTE-A) |
|---|
| Pico Downlink | 42 Mbps | 1 Gbps+ |
| Pico Uplink | 11,5 Mbps | 150 Mbps+ |
| Latência (User Plane) | 50–100 ms | 10–20 ms |
| Eficiência Espectral | ~2 bps/Hz | ~15–30 bps/Hz (CA + MIMO) |
| Núcleo Rede | Circuito + Pacote (MSC + SGSN) | All-IP (EPC: MME, SGW, PGW, HSS) |
| Voz | Comutado circuito (CS) | VoLTE (IMS sobre bearers EPS) |
OFDMA vs CDMA: Por Que Importa
- 3G (WCDMA): Espectro espalhado (códigos). Todos usuários compartilham largura total. Problema near-far. Difícil escalar.
- 4G (OFDMA): Subportadoras ortogonais (15 kHz). Escalonamento domínio frequência. Sem interferência intra-célula. Adapta modulação por subportadora (QPSK→256-QAM). Habilita MIMO, CA, beamforming.
Impacto Real
- Streaming HD/4K móvel (Netflix, YouTube, esportes ao vivo).
- Hotspot móvel substituindo banda larga fixa (FWA).
- Cloud gaming (GeForce Now, Xbox Cloud) — baixa latência.
- IoT em escala: LTE-M/NB-IoT para medidores, rastreadores, sensores.
- VoLTE: Voz HD, voz+dados simultâneos, setup chamada mais rápido.
Implantação Global
- Primeiro comercial: TeliaSonera (Estocolmo/Oslo, Dez 2009).
- EUA: Verizon (2010), AT&T (2011), T-Mobile (2013), Sprint (2012).
- 2024: > 600 operadoras; > 85% população global coberta. Espectro 2G/3G refarming para 4G/5G.
4G tornou internet móvel rápida, confiável e IP-nativa. 5G constrói sobre seu núcleo (5GC) e adiciona mmWave, URLLC, slicing — mas 4G carrega o grosso do tráfego hoje.
