發展歷程
4G移動通信系統1897年是人類移動通信元年，M.G.馬可尼在陸地與一隻拖船間完成了一項無線通信實驗，由此揭開世界移動通信歷史的序幕。
20世紀70年代，美國貝爾實驗室發明了蜂窩小區和頻率復用的概念，現代移動通信開始發展起來。1978年，開發了第一種真正意義上的大容量蜂窩移動通信系統-高級行動電話系統（AMPS）。1979年，日本推出800MHz汽車電話系統（HAMTS）。西德於1984年完成C網，頻段450MHz。1985年，英國開發出全接入系統（TACS），頻段900MHz。法國開發出450系統。加拿大推出450MHz行動電話系統（MTS）。瑞典等北歐四國於1980年開發出NMT-450移動通信網並投入使用，頻段450MHz。這些系統為雙工的基於頻分多址（FDMA）的模擬制式系統，被稱為第一代蜂窩移動通信系統。
所有技術的發展都不可能在一夜之間實現，從2G、3G、E3G到B3G（4G），需要不斷演進，而且這些技術可以同時存在。人們都知道最早的模擬蜂窩通信技術只能提供區域性語音業務，而且通話效果差、保密性能也不好，用戶的接聽範圍也是很有限。隨著行動電話迅猛發展，用戶增長迅速，傳統的通信模式已經不能滿足人們通信的需求，在這種情況下就出現了數字移動通信系統。
第一個數字蜂窩標準GSM基於時分多址TDMA方式，於1992年由歐洲提出。美國提出兩個數字移動通信標準，分別為基於TDMA的IS-54和基於窄帶DS-CDMA的IS-95。日本第一個數字蜂窩系統是PDC系統，1994年投入運行。現GSM使用時分多址TDMA和頻分多址FDMA一起作為接入方法，工作頻段範圍在900～1900MHz之間，我國陸地GSM網主要採用900MHz與1800MHz頻段。GSM於1991年開始進入商業服務，至今已經在100多個國家運營，成為歐洲和亞洲實際上的蜂窩移動通信標準。GSM數字網也具有較強的保密性和抗干擾性，音質清晰，通話穩定，並具備容量大，頻率資源利用率高，接口開放，功能強大等優點。不過它能提供的數據傳輸率僅為9.6kbit/s，和五、六年前用固定電話撥接的4G移動通信系統的熱點技術及其發展動態 速度相當，而當時的internet幾乎只提供純文本的信息。而時下正流行的數字移動通信手機是第二代（2G），一般採用GSM或CDMA技術。第二代手機除了可提供所謂“全球通”話音業務外，已經可以提供低速的數據業務了，也就是收發短訊息之類。雖然從理論上講，2G手機用戶在全球範圍都可以進行移動通信，但是由於沒有統一的國際標準，各種移動通信系統彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。
針對GSM通信出現的缺陷，GSM97版提出2.5G通用分組無線業務技術，即GPRS，是GSM Phase 2.1規範實現的內容之一。GPRS的推出標誌著人們在GSM的發展史上邁出了意義重大的一步，GPRS用以承載IP或X.25等數據業務，可像區域網路一樣實現現有TCP/IP套用，提供Internet和其他分組網路的全球性接入。
Ericsson公司於1997年第一次向歐洲電信標準組織提出EDGE規範，這種通信技術是一種介於現有的第二代行動網路與第三代行動網路之間的過渡技術，即通常所說的2.75G移動系統之一，實現於GSM99版。它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數據標準，EGPRS系統最大吞吐量可達到473.6kbit/s，可滿足近期一段時間無線多媒體套用的頻寬需求。EDGE提供了一個從GPRS到第三代移動通信的過渡性方案，從而使現有的網路運營商可以最大限度地利用現有的無線網路設備，在第三代行動網路商業化之前提前為用戶提供個人多媒體通信業務。
在新興通信技術的不斷推動之下，象徵著3G通信的標誌技術WCDMA也可能成為未來通信技術的主流。該技術能為用戶帶來了最高2Mbit/s的數據傳輸速率，在這樣的條件下，計算機中套用的任何媒體都能通過無線網路輕鬆的傳遞。WCDMA通過有效的利用寬頻帶，不僅能順暢的處理聲音、圖像數據、與網際網路快速連線；此外WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態圖像。人們之間溝通的瓶頸會由網路傳輸速率轉變為各種新型套用的提供：如何讓無線網路更好的為人們服務而不是給人們帶來騷擾，如何讓每個人都能從信息的海洋中快速的得到自己需要的信息，如何能夠方便的攜帶、使用各種終端設備，各種終端設備之間如何更好的自動協同工作等等。在上述通信技術的基礎之上，無線通信技術最終可能邁向4G通信技術時代。
從無線通信系統的發展歷程來看，第一代移動通信系統的任務已經達成，而現階段是第二代移動通信系統的時代，今後十年會是3G移動通信系統正興的時期，或許到了十年以後會是第四代移動通信的天下。但人們不難發現每一個不同的移動通信系統均會有重複性的時間點，大約每十年就有一項技術更新，不過隨著通信科技的日新月異，或許轉變會更快、時間也會更短。對於移動通信服務業者、系統設備供貨商或其他相關產業來說，必須隨時注意移動通信技術的變化，以適應市場需求。
中國市場
4G移動通信系統正當長期演進技術Long-Term Evolution (LTE)和WiMax在全球電信業大力推進時，前者（LTE）也是最強大的3GPP移動通訊主導技術，正異軍突起，迅速占領中國市場。雖然Qualcomm 和Yota兩家公司的TD-LTE尚未成熟，但很多國內外的無線運營公司都相繼轉向TD-LTE。
IBM數據顯示，67%運營商正考慮使用LTE，因為這是他們未來市場的主要來源。上述訊息也證實了IBM的這一說法。而只有8%的運營商考慮使用WiMAX。儘管WiMax 可以給其客戶提供市場上傳輸速度最快的網路，但仍然不是LTE技術的競爭對手。
TD-LTE並非第一個預面向4G無線移動寬頻網路數據標準，由中國最大的電信運營商--中國移動修訂與發布，在進行一系列的現場試驗後，預計在未來2年內步入商用期。愛立信副總裁Ulf Ewaldsson說：“中國工信部和中國移動將在今年第四季度進行大規模現場試驗，屆時，愛立信將助之一臂之力。” 但就目前的發展態勢來看，中國移動倡導的這一標準能否被國際市場廣泛認可， 仍然值得商榷。
概念介紹
4G移動通信系統就在3G通信技術正處於醞釀之中時，更高的技術套用已經在實驗室進行研發。因此在人們期待第三代移動通信系統所帶來的優質服務的同時，第四代移動通信系統的最新技術也在實驗室悄然進行當中。那么到底什麼是4G通信呢？
到2009年為止人們還無法對4G通信進行精確地定義，有人說4G通信的概念來自其他無線服務的技術，從無線套用協定、全球袖珍型無線服務到3G；有人說4G通信是一個超越2010年以外的研究主題，4G通信是系統中的系統，可利用各種不同的無線技術；但不管人們對4G通信怎樣進行定義，有一點人們能夠肯定的是4G通信可能是一個比3G通信更完美的新無線世界，它可創造出許多消費者難以想像的套用。
與傳統的通信技術相比，4G通信技術最明顯的優勢在於通話質量及數據通信速度。然而，在通話品質方面，行動電話消費者還是能接受的。隨著技術的發展與套用，現有行動電話網中手機的通話質量還在進一步提高。數據通信速度的高速化的確是一個很大優點，它的最大數據傳輸速率達到100Mbit/s，簡直是不可思議的事情。另外由於技術的先進性確保了成本投資的大大減少，未來的4G通信費用也要比2009年通信費用低。
4G通信技術是繼第三代以後的又一次無線通信技術演進，其開發更加具有明確的目標性：提高移動裝置無線訪問網際網路的速度--據3G市場分三個階段走的的發展計畫，3G的多媒體服務在10年後進入第三個發展階段，此時覆蓋全球的3G網路已經基本建成，全球25%以上人口使用第三代移動通信系統。在已開發國家，3G服務的普及率更超過60%，那么這時就需要有更新一代的系統來進一步提升服務質量。
為了充分利用4G通信給人們帶來的先進服務，人們還必須藉助各種各樣的4G終端才能實現，而不少通信營運商正是看到了未來通信的巨大市場潛力，他們已經開始把眼光瞄準到生產4G通信終端產品上，例如生產具有高速分組通信功能的小型終端、生產對應配備攝像機的可視電話以及電影電視的影像傳送服務的終端，或者是生產與計算機相匹配的卡式數據通信專用終端。有了這些通信終端後，人們手機用戶就可以隨心所欲的漫遊了，隨時隨地的享受高質量的通信了。
4G系統網路結構及其關鍵技術
4G移動通信系統4G移動系統網路結構可分為三層：物理網路層、中間環境層、套用網路層。物理網路層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網的結合格式完成。中間環境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網路層與中間環境層及其套用環境之間的接口是開放的，它使發展和提供新的套用及服務變得更為容易，提供無縫高數據率的無線服務，並運行於多個頻帶。這一服務能自適應多個無線標準及多模終端能力，跨越多個運營者和服務，提供大範圍服務。第四代移動通信系統的關鍵技術包括信道傳輸；抗干擾性強的高速接入技術、調製和信息傳輸技術；高性能、小型化和低成本的自適應陣列智慧型天線；大容量、低成本的無線接口和光接口；系統管理資源；軟體無線電、網路結構協定等。第四代移動通信系統主要是以正交頻分復用（OFDM）為技術核心。OFDM技術的特點是網路結構高度可擴展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供無線數據技術質量更高（速率高、時延小）的服務和更好的性能價格比，能為4G無線網提供更好的方案。例如無線區域環路（WLL）、數字音訊廣播（DAB）等，預計都採用OFDM技術。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連線的要求提供技術上的回應，對跨越公眾的和專用的、室內和室外的多種無線系統和網路保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網路提供用戶所需求的最佳服務，能應付基於網際網路通信所期望的增長，增添新的頻段，使頻譜資源大擴展，提供不同類型的通信接口，運用路由技術為主的網路架構，以傅利葉變換來發展硬體架構實現第四代網路架構。移動通信會向數據化，高速化、寬頻化、頻段更高化方向發展，移動數據、移動IP預計會成為未來移動網的主流業務。
向4G演化
經ITU認可的3G標準有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。雖然3G和2G相比，有很多優點，但是3G還是存在著很多不盡人意的地方，如：3G缺乏全球統一的標準；3G所採用的語音交換架構仍承襲了2G系統的電路交換，而不是純IP的方式；3G的業務提供和業務管理不夠靈活；流媒體（視頻）的套用不盡如人意；3G的高速數據傳輸不成熟，接入速率有限；安全方面存在算法過多、認證協定容易被攻擊等安全缺陷。
伴隨著無線技術的種類越來越多，迫切需要將這些無線技術整合到一個統一的網路環境中去，這就是正在形成的超三代移動通信系統（B3G）通信系統和未來的4G通信系統。B3G和4G通信系統將是未來提供寬頻接入，全球無縫漫遊和無處不在的數據，語音業務等方面的最合適和最好的技術。
主要優勢
4G 是第四代移動通信及其技術的簡稱，是集3G 與WLAN 於一體並能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。4G 系統能夠以100Mbps 的速度下載，比撥接快2000 倍，上傳的速度也能達到20Mbps，並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面， 4G 與固定寬頻網路在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據自身的需求確定所需的服務。此外，4G 可以在DSL 和有線電視數據機沒有覆蓋的地方部署，然後再擴展到整個地區。很明顯，4G 有著不可比擬的優越性。 如果說2G、3G通信對於人類信息化的發展是微不足道的話，那么未來的4G通信卻給了人們真正的溝通自由，並徹底改變人們的生活方式甚至社會形態。2009年在構思中的4G通信具有下面的特徵：
通信速度更快
4G移動通信系統由於人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信給人印象最深刻的特徵莫過於它具有更快的無線通信速度。從移動通信系統數據傳輸速率作比較，第一代模擬式僅提供語音服務；第二代數位式移動通信系統傳輸速率也只有9.6Kbps，最高可達32Kbps，如PHS；而第三代移動通信系統數據傳輸速率可達到2Mbps；專家則預估，第四代移動通信系統可以達到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以達到每秒高達100Mbps速度傳輸無線信息，這種速度會相當於2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右。
網路頻譜更寬
要想使4G通信達到100Mbps的傳輸，通信營運商必須在3G通信網路的基礎上，進行大幅度的改造和研究，以便使4G網路在通信頻寬上比3G網路的蜂窩系統的頻寬高出許多。據研究4G通信的AT&T的執行官們說，估計每個4G信道會占有100MHz的頻譜，相當於W-CDMA3G網路的20倍。
通信更加靈活
從嚴格意義上說，4G手機的功能，已不能簡單劃歸“電話機”的範疇，畢竟語音資料的傳輸只是4G行動電話的功能之一而已，因此未來4G手機更應該算得上是一隻小型電腦了，而且4G手機從外觀和式樣上，會有更驚人的突破，人們可以想像的是，眼鏡、手錶、化妝盒、旅遊鞋，以方便和個性為前提，任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端，只是人們還不知應該怎么稱呼它。未來的4G通信使人們不僅可以隨時隨地通信，更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像，當然更可以和從未謀面的陌生人網上聯線對打遊戲。也許有被網上定位系統永遠鎖定無處遁形的苦惱，但是與它據此提供的地圖帶來的便利和安全相比，這簡直可以忽略不計。
智慧型性能更高
第四代移動通信的智慧型性更高，不僅表現於4G通信的終端設備的設計和操作具有智慧型化，例如對選單和滾動操作的依賴程度會大大降低，更重要的4G手機可以實現許多難以想像的功能。例如4G手機能根據環境、時間以及其他設定的因素來適時地提醒手機的主人此時該做什麼事，或者不該做什麼事，4G手機可以把電影院票房資料，直接下載到PDA之上，這些資料能夠把售票情況、座位情況顯示得清清楚楚，大家可以根據這些信息來進行線上購買自己滿意的電影票；4G手機可以被看作是一台手提電視，用來看體育比賽之類的各種現場直播。
兼容性能平滑
要使4G通信儘快地被人們接受，不但考慮的它的功能強大外，還應該考慮到現有通信的基礎，以便讓更多的現有通信用戶在投資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，未來的第四代移動通信系統應當具備全球漫遊，接口開放，能跟多種網路互聯，終端多樣化以及能從第二代平穩過渡等特點。
提供增值服務
4G通信並不是從3G通信的基礎上經過簡單的升級而演變過來的，它們的核心建設技術根本就是不同的，3G移動通信系統主要是以CDMA為核心技術，而4G移動通信系統技術則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目，利用這種技術人們可以實現例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增殖服務；不過考慮到與3G通信的過渡性，第四代移動通信系統不會在未來僅僅只採用OFDM一種技術，CDMA技術會在第四代移動通信系統中，與OFDM技術相互配合以便發揮出更大的作用，甚至未來的第四代移動通信系統也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生，前文所提到的數字音訊廣播，其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術，同樣是利用兩種技術的結合。因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統，也會結合兩項技術的優點，一部分會是以CDMA的延伸技術。
高質量通信
4G移動通信系統儘管第三代移動通信系統也能實現各種多媒體通信，但未來的4G通信能滿足第三代移動通信尚不能達到的在覆蓋範圍、通信質量、造價上支持的高速數據和高解析度多媒體服務的需要，第四代移動通信系統提供的無線多媒體通信服務包括語音、數據、影像等大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此未來的第四代移動通信系統也稱為“多媒體移動通信”。第四代移動通信不僅僅是為了因套用戶數的增加，更重要的是，必須要因應多媒體的傳輸需求，當然還包括通信品質的要求。總結來說，首先必須可以容納市場龐大的用戶數、改善現有通信品質不良，以及達到高速數據傳輸的要求。
頻率效率高
相比第三代移動通信技術來說，第四代移動通信技術在開發研製過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術，例如一些光纖通信產品公司為了進一步提高無線網際網路的主幹頻寬寬度，引入了交換層級技術，這種技術能同時涵蓋不同類型的通信接口，也就是說第四代主要是運用路由技術(Routing)為主的網路架構。由於利用了幾項不同的技術，所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統有效得多。按照最樂觀的情況估計，這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數量的無線頻譜做更多的事情，而且做這些事情的時候速度相當快。研究人員說，下載速率有可能達到5Mbps到10Mbps。
費用便宜
由於4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問題，讓更多的現有通信用戶能輕易地升級到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端的通信技術，這些技術保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統操作方式，因此相對其他技術來說，4G通信部署起來就容易迅速得多；同時在建設4G通信網路系統時，通信營運商們會考慮直接在3G通信網路的基礎設施之上，採用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運行者和用戶的費用。據研究人員宣稱，4G通信的無線即時連線等某些服務費用會比3G通信更加便宜。
技術標準解讀
4G移動通信系統2012.1.20 ITU正式審議通過的的4G（IMT-Advanced ）標準：LTE-Advanced：LTE(Long Term Evolution,長期演進)的後續研究標準;WirelessMAN-Advanced(802.16m)：WiMAX的後續研究標準.而TD-LTE作為LTE-Advanced標準分支之一入選；這是由我國主要提出的。
WRC-07為4G分配頻譜頻段如下：
3.4～3.6GHz，200MHz；
2.3～2.4GHz，100MHz；
698～806MHz，108MHz；
450～470MHz，20MHz；
LTE
LTE(Long Term Evolution,長期演進)項目是3G的演進，它改進並增強了3G的空中接入技術，採用OFDM和MIMO作為其無線網路演進的唯一標準。主要特點是 在20MHz頻譜頻寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，相對於3G網路大大的提高了小區的容量，同時將網路延遲大大降低：內部單向傳輸時延低於5ms，控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低於50ms，從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小於100ms。並且這一標準也是3GPP長期演進(LTE)項目，是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發項目，其演進的歷史如下：
3GPP GSM→WCDMA&TD-SCDMA→HSPA→LTE→IMT-Advanced（4G）
3GPP LTE主要特性指標如下：
（1）頻寬1.25～20MHz，提供上行50Mbit/s，下行100Mbit/s的峰值數據速率。
（2）用戶平面延遲（單向）小於5ms，控制平面延遲小於100ms。
（3）支持與現有3GPP和非3GPP系統的互操作。
（4）支持增強型廣播組播（MBMS）業務。
（5）支持增強的IMS和核心網。
（6）取消CS域，CS域業務在PS域實現，如採用VoIP。
（7）以儘可能相似技術同時支持成對和非成對頻段。
（8）提升小區邊緣比特率。
在LTE層1方案徵集過程中，有6個選項在3GPP RAN1工作組中被評估。它們是：
（1）FDD，上行採用單載波FDMA（SC-FDMA），下行採用OFDMA。
（2）FDD，上行下行都採用OFDMA。
（3）FDD，上行下行都採用多載波WCDMA（MC-WCDMA）。
（4）TDD，上行下行都採用多載波時分同步CDMA（MC-TD-SCDMA）。
（5）TDD，上行下行都採用OFDMA。
（6）TDD，上行採用單載波FDMA，下行採用OFDMA。（同FDD）
4G移動通信系統由於LTE系統缺乏和3G系統的後向兼容性，因此更適合在較早階段（如2000年左右）部署了3G系統，在2010年左右希望大規模更新網路的運營商。對於那些近幾年剛部署了3G系統，在2015年左右之前不希望進行“革命性”換代的運營商，LTE顯然不是最佳選擇。因此3GPP啟動了HSPA（HSDPA/HSUPA）的演進項目HSPA+，旨在保持和R6版本的後向兼容性，同時在5MHz頻寬下達到和LTE相仿的性能。
演進型3G技術在我國被稱為E3G（Evolved 3G），也有國家成為Super 3G。3GPP的TD-SCDMA和WCDMA的演進型技術LTE標準於2007年年底完成。2012年1月20日，根據國際電信聯盟網站公布的訊息，國際電信聯盟在2012年無線電通信全會全體會議上，正式審議通過將LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技術規範確立為IMT-Advanced(即4G)國際標準，我國主導制定的TD-LTE-Advanced同時成為IMT-Advanced國際標準。
LTE終端設備當前有耗電太大和價格昂貴的缺點，按照摩爾定律測算，估計至少還要6年後，才能達到當前3G終端的量產成本。
LTE-Advanced
LTE-Advanced：從字面上看，LTE-Advanced就是LTE技術的升級版。LTE-Advanced的正式名稱為 Further Advancements for E-UTRA，它滿足 ITU-R的IMT-Advanced技術徵集的需求，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術提案的一個重要來源。LTE-Advanced是一個後向兼容的技術，完全兼容LTE，是演進而不是革命，相當於HSPA和WCDMA這樣的關係。LTE-Advanced的相關特性如下：
頻寬：100MHz
峰值速率：上行500Mbps，高移動性下100Mbit/s，低移動性下1Gbit/s
峰值頻譜效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz
針對室內環境進行最佳化
有效支持新頻段和大頻寬套用
峰值速率大幅提高，頻譜效率有限的改進
如果嚴格的講，LTE作為3.9G移動網際網路技術，那么LTE-Advanced作為4G標準更加確切一些。LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠最終演進到TDD制式，而WCDMA網路能夠最終演進到FDD制式。移動主導的TD-SCDMA網路期望能夠直接繞過HSPA+網路進入到LTE。
UMB
UMB是CDMA2000系列標準的演進升級版本，即3GPP2 C.S0084-0v2.0，可升級至20MHz的頻寬，可在現有或新分配的頻段中部署。UMB能夠帶來更大的頻寬、頻段和波段選擇範圍，以及網路的可升級性和靈活性。UMB系統是以OFDMA(正交頻分復用接入)技術為基礎、專門針對無線移動環境和實時套用最佳化的移動無線寬頻系統，它繼承了DO系統的自適應編碼調製、HARQ(物理層混合重傳)以及QoS控制機制，結合了CDMA、TDM、QOFDMA(準OFDMA)、LDPC(低密度奇偶校驗碼)等其它先進技術，同時引入了基於MIMO(多路輸入輸出)、SDMA(空分復用接入)和Beamforming(波束賦性)等多天線技術，使系統可以在達到更高傳輸效率的同時經濟有效地支持各類具有QoS要求的套用。
UMB是領先的OFDMA解決方案，它引入了複雜的控制與信令機制、有效的無線資源管理（RRM）、自適應反向鏈路（RL）干擾控制，以及包括多輸入多輸出（MIMO）、空分多址（SDMA）和波束賦形等先進的多天線技術。UMB解決方案全方位地提供了先進的移動寬頻服務，它可以在經濟地提供低速、低時延的語音業務的同時有效地提供超高速、非時延敏感的寬頻數據通信業務。為支持無縫接入，UMB還支持與現有cdma 2000 1x和1xEV-DO系統間進行跨系統間的無縫切換。
演進歷史如下：
3GPP2 CDMA→CDMA2000→CDMA20001xEV-DO/DV→UMB→IMT-Advanced（4G）
WiMax
WiMax：WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯接入，WiMAX的另一個名字是IEEE 802.16。WiMAX的技術起點較高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個速度是3G所能提供的寬頻速度的30倍。對無線網路來說，這的確是一個驚人的進步。WiMAX逐步實現寬頻業務的移動化，而3G則實現移動業務的寬頻化，兩種網路的融合程度會越來越高，這也是未來移動世界和固定網路的融合趨勢。
802.16工作的頻段採用的是無需授權頻段，範圍在2GHz至66GHz之間，而802.16a則是一種採用2G至11GHz無需授權頻段的寬頻無線接入系統，其頻道頻寬可根據需求在1.5M至20MHz範圍進行調整，目前具有更好高速移動下無縫切換的IEEE 802.16m的技術正在研發。因此，802.16所使用的頻譜可能比其它任何無線技術更豐富，WiMax具有以下優點：
(1)對於已知的干擾，窄的信道頻寬有利於避開干擾，而且有利於節省頻譜資源。
(2)靈活的頻寬調整能力，有利於運營商或用戶協調頻譜資源。
(3)WiMax所能實現的50公里的無線信號傳輸距離是無線區域網路所不能比擬的，網路覆蓋面積是3G發射塔的10倍，只要少數基站建設就能實現全城覆蓋，能夠使無線網路的覆蓋面積大大提升。
不過WiMax網路在網路覆蓋面積和網路的頻寬上優勢巨大，但是其移動性卻有著先天的缺陷，無法滿足高速(≧50km/h)下的網路的無縫連結，從這個意義上講，WiMax還無法達到3G網路的水平，嚴格地說並不能算作移動通信技術，而僅僅是無線區域網路的技術。但是WiMax的希望在於IEEE 802.16m技術上，將能夠有效的解決這些問題，也正是因為有中國移動、因特爾、Sprint各大廠商的積極參與，WiMax成為呼聲僅次於LTE的4G網路手機。關於IEEE 802.16m這一技術，我們將留在最後作詳細的闡述。
Wimax當前全球使用用戶大約800萬，其中60%在美國。Wimax其實是最早的4G通信標準，大約出現於2000年。
Wireless MAN
WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN- Advanced事實上就是WiMax的升級版，即IEEE 802.16m標準，802.16系列標準在IEEE正式稱為WirelessMAN ，而WirelessMAN-Advanced極為IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps無線傳輸速率，還將兼容未來的4G無線網路。802.16m可在“漫遊”模式或高效率/強信號模式下提供1Gbps的下行速率。該標準還支持“高移動”模式，能夠提供1Gbps速率。其優勢如下：
1．提高網路覆蓋，改建鏈路預算；
2．提高頻譜效率；
3．提高數據和VOIP容量；
4．低時延&QoS增強；
5．功耗節省；
目前的WirelessMAN-Advanced有5種網路數據規格，其中極低速率為16kbps，低數率數據及低速多媒體為144kbps，中速多媒 體為2Mbps，高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達到了30Mbps--1Gbps。但是該標準可能會被率先被軍方所採用，IEEE方面表示軍方 的介入將能夠促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且軍方的今天就是民用的明天。不論怎樣，WirelessMAN- Advanced得到ITU的認可並成為4G標準的可能性極大。
存在缺陷
4G移動通信系統對於人們來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認為第四代無線通信網路系統是人類有史以來發明的最複雜的技術系統，的確第四代無線通信網路在具體實施的過程中出現大量令人頭痛的技術問題，大概一點也不會使人們感到意外和奇怪，第四代無線通信網路存在的技術問題多和網際網路有關，並且需要花費好幾年的時間才能解決。總的來說，要順利、全面地實施4G通信，可能遇到下面的一些困難：
標準難以統一
雖然從理論上講，3G手機用戶在全球範圍都可以進行移動通信，由於沒有統一的國際標準，各種移動通信系統彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。因此，開發第四代移動通信系統必須首先解決通信制式等需要全球統一的標準化問題，而世界各大通信廠商會對此一直在爭論不休。
技術難以實現
儘管未來的4G通信能夠給人帶來美好的明天，現已研究出來，但並未普及。據研究這項技術的開發人員而言，要實現4G通信的下載速度還面臨著一系列技術問題。例如，如何保證樓區、山區，及其它有障礙物等易受影響地區的信號強度等問題。日本DoCoMo公司表示，為了解決這一問題，公司會對不同編碼技術和傳輸技術進行測試。另外在移交方面存在的技術問題，使手機很容易在從一個基站的覆蓋區域進入另一個基站的覆蓋區域時和網路失去聯繫。由於第四代無線通信網路的架構相當複雜，這一問題顯得格外突出。不過，行業專家們表示，他們相信這一問題可以得到解決，但需要一定的時間。
容量受到限制
人們對未來的4G通信的印象最深的莫過於它的通信傳輸速度會得到極大提升，從理論上說其所謂的每秒100MB的寬頻速度，比2009年最新手機信息傳輸速度每秒10KB要快1萬多倍，但手機的速度會受到通信系統容量的限制，如系統容量有限，手機用戶越多，速度就越慢。據有關行家分析，4G手機會很難達到其理論速度。如果速度上不去，4G手機就要大打折扣。
市場難以消化
有專家預測在10年以後，第三代移動通信的多媒體服務會進入第三個發展階段，現在覆蓋全球的3G網路已經基本建成，全球25%以上人口使用第三代移動通信系統，第三代技術仍然在緩慢地進入市場，到那時整個行業正在消化吸收第三代技術，對於第四代移動通信系統的接受還需要一個逐步過渡的過程。另外，在過渡過程中，如果4G通信因為系統或終端的短缺而導致延遲的話，那么號稱5G的技術隨時都有可能威脅到4G的贏利計畫，此時4G漫長的投資回收和贏利計畫會變得異常的脆弱。
設施難以更新
在部署4G通信網路系統之前，覆蓋全球的大部分無線基礎設施都是基於第三代移動通信系統建立的，如果要向第四代通信技術轉移的話，那么全球的許多無線基礎設施都需要經歷著大量的變化和更新，這種變化和更新勢必減緩4G通信技術全面進入市場、占領市場的速度。而且到那時，還必須要求3G通信終端升級到能進行更高速數據傳輸及支持4G通信各項數據業務的4G終端，也就是說4G通信終端要能在4G通信網路建成後及時提供，不能讓通信終端的生產滯後於網路建設。但根據某些事實來看，在4G通信技術全面進入商用之日算起的二三年後，消費者才有望用上性能穩定的4G通信手機。
其他相關困難
因為手機的功能越來越強大，而無線通信網路也變得越來越複雜，同樣4G通信在功能日益增多的同時，它的建設和開發也會遇到比以前系統建設更多的困難和麻煩。例如每一種新的設備和技術推出時，其後的軟體設計和開發必須及時能跟上步伐，才能使新的設備和技術得到很快推廣和套用，但遺憾的是4G通信還只處於研究和開發階段，具體的設備和用到的技術還沒有完全成型，因此對應的軟體開發也會遇到困難；另外費率和計費方式對於4G通信的移動數據市場的發展尤為重要，例如WAP手機推出後，用戶花了很多的連線時間才能獲得信息，而按時間及信息內容的收費方式使用戶難以承受，因此必須及早慎重研究基於4G通信的收費系統，以利於市場發展。還有4G通信不僅需要區分語音流量和網際網路數據，還需要具備能到數據傳輸速度很慢的第三代無線通信網路上平穩使用的性能，這就需要通信營運商們必須能找到一個很好的解決這些問題的方法，而要解決辦法就必須首先在大量不同的設備上精確執行4G規範，要做到這一點，也需要花費好幾年的時間。況且到了4G通信真正開始推行時，熟悉4G通信業務的經驗和專門技術人才還不多，這樣同樣也會延緩4G通信在市場上迅速推廣的速度，因此到時對於設計、安裝、運營、維護4G通信的專門技術人員還須早日進行培訓。
發展展望
4G移動通信系統Clearwire公司09年1月表示，會把波特蘭改造為美國西部無線網路速度最快的城市，以及全球四大 4GWiMAX 無線寬頻服務之一——Clear的使用基地。藉助 Clear，波特蘭的消費者和企業會以真正的寬頻速度實現對網際網路的無線訪問，在家庭、辦公場所和捷運等地暢遊網路。
Clearwire 執行長 Benjamin G. Wolff表示：“Clearwire 把網際網路的速度和移動性完美融合，令無線網的面貌煥然一新。人們以提高客戶工作效率和生活品質為導向，致力於為服務區內的每一位客戶提供優質服務。”
英特爾公司執行副總裁兼銷售與市場行銷事業部總經理馬宏升表示：“作為新一代無線技術，WiMAX 為消費者帶來了真正的平民化移動網際網路體驗。英特爾會攜手 Clearwire 及其合作夥伴，讓消費者以前所未有的方式，隨時在更多地點與網際網路進行互動。”
顯著的差異
Clear 的服務價格低廉、部署簡便，可滿足用戶在家庭、辦公場所或旅途中的上網需求。無論是那些既要趕時間，又要接孩子放學的上班族家長，還是在辦公室內外都希望保持高效的小企業主，抑或是經濟拮据、卻需要使用寬頻網路的大學生們，Clear都是以最少投資獲得最大收效的理想之選。
Clear 採用簡單新穎的定價策略，能夠靈活滿足不同客戶的不同需要。Clear 提供的移動、住宅和商務計畫既可以按日付費，也可以包月訂購，且無需簽訂冗長的服務契約。家庭網際網路服務計畫和移動網際網路計畫的每月最低收費分別為 20 美元和 30 美元。此外，客戶也可以購買 10 美元的日卡。如果客戶同時訂購家庭和移動網際網路服務，或者一次簽訂兩年的服務協定，還能享受其它優惠。
區別於其它無線服務，Clear 還提供一項名為“真正的寬頻”的特色體驗，為住宅用戶和移動網際網路用戶分別提供高達 6 Mbps 和 4 Mbps 的下載速度。
無線一插即行
為了方便客戶，Clear 專門提供了幾種簡單的寬頻連線方式。移動用戶只需把 Clear 提供的支持移動 WiMAX 的小型 USB 數據機插入筆記本電腦，即可立即接入無線網路。
當住宅用戶需要上網時，只需把Clear 提供的無線高速數據機（小開本書大小）連線到普通電源和電腦主機。該款無線高速數據機同樣由摩托羅拉公司出品，客戶和企業無需提前預約，也不必穿牆布線，完全可以在不中斷日常工作的情況下輕鬆獲取高速網際網路服務。
宏基、華碩、戴爾、富士通、聯想、松下、三星和東芝等電腦廠商紛紛宣布計畫在2009年上半年推出基於英特爾®迅馳®2 處理器技術並嵌入 WiMAX 技術的筆記本電腦，以兼容 Clear 網路。此外，還有數家 OEM 廠商計畫推出採用英特爾®凌動? 處理器並支持嵌入式 WiMAX 的上網本模型，同樣也是為了迎接 Clear 網路的到來。
其它市場
4G移動通信系統作為 Clearwire 長期網路建設計畫的一部分，4G 網路會陸續在美國各主要城市開通。截至2009年，提供此項服務的城市為馬里蘭州的巴爾地摩和俄勒岡州的波特蘭。儘管巴爾地摩市仍在使用 XOHM? 寬頻網路，但再過幾個月全市都會換用 Clear。Clearwire 當前提供的 pre-WiMAX 網際網路服務已經覆蓋了美國 46 個地區市場。同時，該公司還會在2010年初公布未來的市場推廣計畫，以及面向現有 pre-WiMAX 市場的升級計畫。
在新一代技術剛推出市場之後，更高的技術套用已經在實驗室進行研發。日本的NTT DoCoMo公司已經表示，4G通信的試驗網路已經部署在公司的橫須賀研發園內，該網路集結了試驗基站和移動終端，同時NTT DoCoMo公司還表示，4G通信服務預計於2010年推出，網路的下載速度可以達到100Mbps，上載速度為20Mbps。美國AT&T公司推出的4G通信網路的試驗，據說可以配合EDGE進行無線上傳，並通過OFDM技術達到快速下載的目的。美國AT&T公司聲稱大約還需要五年，這項技術才能發布；再有十年左右的時間，4G才能真正投入到商用階段。在2012年二月份，歐洲的四家移動設備生產商——阿爾卡特、愛立信、諾基亞和西門子組成了世界無線研究論壇(WWRF)，以研究3G以後的發展方向。WWRF預計4G技術會在2010年開始投入套用。這一代通信技術可以把不同的無線區域網路和通信標準，手機信號，無線電通信和電視廣播以及衛星通信結合起來，這樣手機用戶就可以隨心所欲的漫遊了。在歐洲地區，無線區域迴路與數字音訊廣播已針對其室內(Indoor)套用而進行相關的研發，測試項目包括10Mbps與MPEG影像傳輸套用，而第四代移動通信技術則會是現有兩項研發技術的延伸，先從室內技術開始，再逐漸擴展到室外的移動通信網路。愛立信公司的一位高級官員表示，該公司在經濟不景氣的情況下不會減少研發第四代無線通訊技術的預算的，該公司的負責人同時表示，該公司的研發工作具有3-10年的前瞻性，暫時的需求不振不會使該公司放慢研究的速度。
國際電信聯盟無線電通信部也已經達成共識，會把移動通信系統同其他系統結合起來，在2010年之前是數據傳輸數率達到100Mbps。對於更高級的3G系統，ITU決定同時發展IMT-2000的兩個標準——提高數據包和聲音檔案的傳輸速率——被日本NTT DoCoMo和J-Phone兩家公司採用的WCDMA能最大達到8Mbps的下載速率，而CDMA2000系統也會達到2.4Mbps的速率。同時ITU對外發表聲明說第四代移動通信的頻段尚未被討論與制訂，不過原則上會是以高頻段頻譜為主，另外也會使用到微波相關的技術與頻段。
隨著物聯網、智慧型家居等產業的發展，消費者對網路速率要求越來越高，而各種高清視頻的需求也越來越大。據統計，目前網路內容50%為視頻，到2015年，視頻將占91% 。並且隨著wifi設備不斷增加，消費者互通互聯和用移動設備觀看視頻的需求不斷增加，而2.4GHZ頻段與家用電器頻段衝突，帶來了wifi在信號穩定性、抗干擾性、安全性等方面的挑戰。
為了滿足日益增長的市場需求，博通於今年1月推出了第一款5G wifi晶片，可以在不那么擁擠的5GHZ頻段上運行。5G wifi能大大改善家庭傳輸距離和覆蓋範圍，同時實現3倍於802.11n的傳輸速率，使高清視頻播放變得快速輕鬆，還能實現設備間的同步和內容分享，最值得一提的是，其功耗僅為之前產品的1/6，滿足更可靠、更高性的無線網路需求。
5Gwifi技術藉助802.11n技術培育的市場和免費特性，將擁有較大的市場接受度，並且其分流特性將與NFC技術一起補充4G網路不足，其高速、高容量、高覆蓋、低功耗的特性，在企業級市場將有很大的發揮空間，對家庭網路而言，其分享特性也將讓更多設備觀看高清視頻成為可能。
無論從技術還是市場前景，5G wifi都有引領無線網路新時代的優勢。目前，博通的5G wifi技術已陸續與國內外的多家設備製造商展開了合作，例如在路由器領域與巴法絡、騰達等廠商合作，未來還將在電腦、手機、平板等領域與相關廠商合作推出產品。
中國4G發展
中國2013年4G發展
中國移動4G TD-LTE的網路建設，將使人民公共安全事得到更好保障。杭州作為4G TD-LTE網路建設的城市之一，4G在諸多領域已經大顯神通。為此記者專程來到杭州江乾區城管局的監控大廳，轄區內各執法車和固定監控點的高清監控畫面都通過4G網路實時傳回監控大廳的大螢幕上，監控畫面清晰流暢而且幾乎沒有延時，達到了信息準確無誤的傳送。
由此可見，中國移動4G網路建設速度和力度今年將駛入快車道，業內部門人士表示：4G通信能滿足3G通信尚不能達到的在覆蓋範圍、通信質量、多媒體傳輸等需求，4G逐漸融入安防技術前景廣闊。目前，中國移動將4G網路高清安防套用作為重點推動業務之一，給安防產業帶來驚喜，也將為我國社會公共安全事業帶來巨大貢獻。
TD-LTE大規模建網將啟動
獲了解，中國移動2013年TD-LTE擴大規模實驗已正式啟動，建設規模約為20萬個TD-LTE基站，總建設規模涉及資金200億元，業內分析中國移動集團今年的資本開支將在去年1274億元的基礎上，大幅增加49%至1902億元。
中移動董事長奚國華此前表示，2013年中國移動將擴大試驗網路建設規模，構建全球最大的LTE網路，並採購超過100萬部TD-LTE終端，推動TD-LTE多模多頻段終端儘快成熟，為全面商用奠定基礎。
TD-LTE是國家“十二五”支柱性產業“新一代信息技術”的關鍵組成部分。TD-LTE的發展，將促進移動寬頻的發展，並與物聯網、雲計算等前沿技術相結合，形成新一代信息網路，帶動網際網路、軟體、相關電子信息的迅猛發展。
引領高清視頻監控發展
4G網路的搭建和完善，使已經在現代化小區、交通、運輸、水利、航運、治安、消防等領域得到了廣泛的套用的無線監控技術信息傳輸更加準確和靈敏。
在3G時代，無線視頻監控由於3G本身的頻寬問題，導致3G視頻監控的套用一直處在“不溫不火”的發展狀態。另外，由於3G網路基站的均衡性不一，造成了3G網路在傳輸上容易造成信號強弱不均，從而回導致掉幀、畫面卡的現象。據了解，實際上高清無線監控主要集中於車載監控以及複雜地形的遠程監控和家居安防的防盜報警聯網系統。
4G網路很好的解決了上述問題。據目前試點來看，4G網路的速度是3G網路的10倍，下載速度最高可達100M，上傳速度可達20M，而一般的720P的高清監控需要的頻寬基本每路在2M~4M之間，這就很好的滿足高清監控的良好需求。
LTE網路的高頻寬優勢結合監控高清化的發展趨勢，將能讓用戶產生“眼前一亮”的驚艷感，這將對LTE無線視頻監控的套用產生極大推動力。因此，中國移動布局TD-LTE建設，讓我國無線視頻監控進入4G時代。
4G安防保障公共安全
去年底，中央政治局召開會議，要求加快推進產業轉型升級，發揮自主創新對結構調整的帶動作用，支持企業牽頭實施產業目標明確的國家重大科技項目，包括創新的無線通信技術。
作為第四代無線通信技術標準，TD-LTE已建立起由我國主導、國際產業廣泛參與的完善產業鏈。業內人士認為，TD-LTE是中國移動無線蜂窩網路發展的未來，是中國移動高頻寬、高質量無線寬頻業務的主要承載網路。目前，中國移動通過分階段的規模試驗逐步推動產業成熟TD-LTE系統設備已達到商用能力。
對此，中國移動總經理李躍表示，作為科技創新主體，中移動將做好社會責任與產業責任的平衡，解決發展與管理的問題，發揮企業為主體的創新力量，全力推動國家科技創新發展。“中國移動將努力讓國家了解央企的社會責任和產業責任，並讓它發揮更大作用。”
中國移動注重發揮自身信息通信技術的“槓桿作用”，以信息化手段助力生產管理，便利百姓生活，此前大力推進物聯網套用開發，推進我國“無線城市”和“平安城市”發展，包括無線安防技術。
展望未來，中國移動4G技術與安防的融合，無論你處在何等狀態，都將給公眾生活帶來了更多便利和更多保障，為行業發展創造了更高的效率，為我國社會公共安全事業帶來巨大貢獻。
通信技術在這種背景下提出，其視頻圖像傳輸的效果可以媲美高清晰電視；擁有極高的下載速度及靈活的計費方式等，具有前三代無可比擬的先進性。
4G牌照
2013年12月4日根據工信部的公告，我國發放4G牌照，三家運營商將同步獲得首批4G牌照，為TD-LTE制式。
