基本資料
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。 4G網路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，可以提供比目前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，都將採用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，移動通信將向數據化，高速化、寬頻化、頻段更高化方向發展，移動數據、移動IP將成為未來移動網的主流業務。
4G網路標準
4G網路標準國際電信聯盟(ITU)已經將WiMax、HSPA+、LTE正式納入到4G標準里，加上之前就已經確定的LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced這兩種標準，目前4G標準已經達到了5種。 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：
GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->FDD-LTE長期演進
GSM：9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA：364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->FDD-LTE:300M
由於目前的WCDMA網路的升級版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE這一狀態，包括中國自主的TD-SCDMA網路也將繞過HSPA直接向TD-LTE演進，所以這一4G標準獲得了最大的支持，也將是未來4G標準的主流。該網路提供媲美固定寬頻的網速和行動網路的切換速度，網路瀏覽速度大大提升。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，那么為何兩種標準都能夠成為4G標準呢？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：下行1Gbps，上行500Mbps
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
LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD制式，而WCDMA網路能夠進化到FDD制式。移動主導的TD-SCDMA網路期望能夠 直接繞過HSPA+網路而直接進入到LTE。
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 802.11m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。
HSPA+： 高 速下行鏈路分組接入技術
HSPA+：高速下行鏈路分組接入技術(High Speed Downlink Packet Access)，而HSUPA即為高速上行鏈路分組接入技術，兩者合稱為HSPA技術，HSPA+是HSPA的衍生版，能夠在HSPA網路上進行改造而升級到該網路，是一種經濟而高效的4G網路。 從上文我們也可以了解到，HSPA+符合LTE的長期演化規範，將作為4G網路標準與其它的4G網路同時存在，它將很有利於目前全世界範圍的WCDMA 網路和HSPA網路的升級與過度，成本上的優勢很明顯。對比HSPA網路，HSPA+在室內吞吐量約提高12.58% ，室外小區吞吐量約提高32.4%，能夠適應高速網路下的數據處理，將是短期內4G標準的理想選擇。目前聯通已經在著手相關的規劃，T-Mobile也開 通了這個4G網路，但是由於4G標準並沒有被ITU完全確定下來，所以動作並不大。 HSPA+是商用條件最成熟的4G標準，一直存在其和LTE標準之間的“瑜亮情節”，覺得HSPA+成熟的生態圈，可能會讓HSPA+成為4G中最有商業份額的技術。
WirelessMAN-Advanced
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。
發布
新款iPad支持全球的高速蜂窩網路，支持GSM/UMTS全球網路技術，包括HSPA+ 和 DC-HSDPA。DC-HSDPA 的下行速度可達 42 Mbps，HSPA+ 則達到 21.1 Mbps3。在蘋果國際網站上，WiFi+4G版新iPad也宣布支持LTE技術。但其中的細節信息顯示，該產品支持的頻段與北美以外國家使用的頻段並不相同。 在新iPad的技術參數頁面上，蘋果強調了以下兩點：
1- 新iPad的4G LTE技術在美國支持AT&T和Verizon無線的網路，在加拿大支持貝爾、Rogers和Telus的網路，而4G數據服務將另外銷售。
2.- WiFi+4G版新iPad只支持特定的移動通信技術，用戶必須首先向當地運營商了解網路兼容性和數據服務的提供情況。
iPad 4G LET參數對比
| ipad | 4G LTE | CDMA 1x/EVDO | WCDMA 3G | GSM 2G |
| Wi-Fi + 4G for AT&T model: | LTE (700, 2100 MHz)3; | UMTS/HSPA/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1900, 2100 MHz); | GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz) | |
| Wi-Fi + 4G for Verizon model: | LTE (700 MHz) | CDMA EV-DO Rev. A (800, 1900 MHz); | UMTS/HSPA/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1900, 2100 MHz); | GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz) |
優勢
通信速度更快
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。
兼容性能更平滑
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。
提供各種增值服務
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。
高質量多媒體通信
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。
頻率使用效率更高
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。
通信費用更加便宜
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。
缺陷
新iPad將支持700MHz和2100MHz的LTE頻段，這符合AT&T的標準。然而歐洲運營商的LTE網路通常採用800MHz、1800MHz和2600MHz頻段。AnandTech網站 近期報導稱，新iPad使用高通MDM9600基帶晶片。這款晶片支持Category 3 LTE、CDMA2000 1x/EVDO Rev.A和Rev.B、GSM/EDGE、WCDMA/HSPA+和DC-HSPA+等移動通信技術。因此，如果蘋果堅持在新iPad中採用“高通”這款基帶晶片，那么歐洲用戶只有在漫遊至AT&T LTE網路時才能使用其LTE功能。此外，在日本銷售的WiFi+4G版新iPad實際上並不支持LTE，該版本最高僅支持DC-HSDPA技術。
IPAD4G-LET