次世代PHSとは，10年以上前に開発された現行PHSとの違いを最小限にとどめたまま，最大20Mビット/秒超へ高速化した技術である。2.5GHz帯を利用した無線ブロードバンド通信方式としてウィルコムが採用する予定。なお，2.5GHzの無線ブロードバンドにはKDDI系のUQコミュニケーションズが採用するモバイルWiMAXも利用される。
現状，携帯電話サービスでは，上りと下りで別々の周波数を使う方式を採用している。これに対し，PHSは，上りと下りで同じ周波数を時間を分けて使うTDD方式である。5ミリ秒を一単位とし，これを2.5ミリ秒ずつ上りと下りで分けて利用する（図）。さらにこの2.5ミリ秒を4等分して4ユーザーを収容する。
次世代PHSは，TDD方式に加えて5ミリ秒という時間単位も現行から引き継いだ。両者の本質的な違いは，利用する無線帯域の広さにある。
次世代PHSでは，多数の搬送波を複数のユーザーで共用するOFDMA方式を採用している。また，無線LANの802.11nと同じMIMOも採用している。これらの高速化技術により，条件が良ければ，20Mビット/秒以上の通信速度が得られる。
2008年1月より，ウィルコムでは現行PHS基地局と地上IP網をつなぐ回線の光ファイバ化を進めている。従来は基地局と地上IP網の間はメタル回線でつないでおり，最大でも800kビット/秒しか出なかった。このボトルネックを解消し，現行のPHSを最大1.6Mビット/秒程度にまで向上させる計画である。だが，この光ファイバ化は次世代PHSへの布石でもある。
次世代PHSの基地局は，現行のPHS基地局と同じ場所に設置する予定。サービス開始当初は，現行と次世代PHSで，無線機は別々なものの，アンテナと光ファイバを共用する。アンテナを共用するのは設置スペースを節約するためだ。
ウィルコムでは，2009年4月に次世代PHSの試験サービス，同年10月に商用サービスを始める予定だ。エリア展開は2011年度末に人口カバー率で6割弱，2013年度末に9割強とする計画になっている。月額利用料金は，4000円以下になる見込みだ。
