4G移動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。
物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。
4G網(wǎng)絡(luò)物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)，并運行于多個頻帶。這一服務(wù)能自適應(yīng)多個無線標(biāo)準(zhǔn)及多模終端能力，跨越多個運營者和服務(wù)，提供大范圍服務(wù)。第四代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括信道傳輸；抗干擾性強(qiáng)的高速接入技術(shù)、調(diào)制和信息傳輸技術(shù)；高性能、小型化和低成本的自適應(yīng)陣列智能天線；大容量、低成本的無線接口和光接口；系統(tǒng)管理資源；軟件無線電、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議等。第四代移動通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復(fù)用（OFDM）為技術(shù)核心。OFDM技術(shù)的特點是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴(kuò)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(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高（速率高、時延�。┑姆⻊�(wù)和更好的性能價格比，能為4G無線網(wǎng)提供更好的方案。例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，都將采用OFDM技術(shù)。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連接的要求提供技術(shù)上的回應(yīng)，對跨越公眾的和專用的、室內(nèi)和室外的多種無線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)保證提供無縫的服務(wù)。通過對最適合的可用網(wǎng)絡(luò)提供用戶所需求的最佳服務(wù)，能應(yīng)付基于因特網(wǎng)通信所期望的增長，增添新的頻段，使頻譜資源大擴(kuò)展，提供不同類型的通信接口，運用路由技術(shù)為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以傅利葉變換來發(fā)展硬件架構(gòu)實現(xiàn)第四代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，移動通信將向數(shù)據(jù)化，高速化、寬帶化、頻段更高化方向發(fā)展，移動數(shù)據(jù)、移動IP將成為未來移動網(wǎng)的主流業(yè)務(wù)。
通信技術(shù)日新月異，給人們帶來不少享受。隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，適應(yīng)移動數(shù)據(jù)、移動計算及移動多媒體運作需要的第四代移動通信開始興起，因此有理由期待這種第四代移動通信技術(shù)給人們帶來更加美好的未來�！�
4G 所有技術(shù)的發(fā)展都不可能在一夜之間實現(xiàn)，從GSM、GPRS到第4代，需要不斷演進(jìn)，而且這些技術(shù)可以同時存在。人們都知道最早的移動通信電話用的模擬蜂窩通信技術(shù)，這種技術(shù)只能提供區(qū)域性語音業(yè)務(wù)，而且通話效果差、保密性能也不好，用戶的接聽范圍也是很有限。隨著移動電話迅猛發(fā)展，用戶增長迅速，傳統(tǒng)的通信模式已經(jīng)不能滿足人們通信的需求，在這種情況下就出現(xiàn)了GSM通信技術(shù)，該技術(shù)用的是窄帶TDMA，允許在一個射頻(即‘蜂窩’)同時進(jìn)行8組通話。它是根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)而確定的頻率范圍在900～1800MHz之間的數(shù)字移動電話系統(tǒng)，頻率為1800MHz的系統(tǒng)也被美國采納。GSM是1991年開始投入使用的。到1997年底，已經(jīng)在100多個國家運營，成為歐洲和亞洲實際上的標(biāo)準(zhǔn)。GSM數(shù)字網(wǎng)也具有較強(qiáng)的保密性和抗干擾性，音質(zhì)清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開放，功能強(qiáng)大等優(yōu)點。不過它能提供的數(shù)據(jù)傳輸率僅為9.6kbit/s，和五、六年前用固定電話撥號上網(wǎng)的速度相當(dāng)，而當(dāng)時的internet幾乎只提供純文本的信息。而時下正流行的數(shù)字移動通信手機(jī)是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技術(shù)。第二代手機(jī)除了可提供所謂“全球通”話音業(yè)務(wù)外，已經(jīng)可以提供低速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)了，也就是收發(fā)短消息之類。雖然從理論上講，2G手機(jī)用戶在全球范圍都可以進(jìn)行移動通信，但是由于沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各種移動通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機(jī)用戶帶來諸多不便。
針對GSM通信出現(xiàn)的缺陷，人們在2000年又推出了一種新的通信技術(shù)GPRS，該技術(shù)是在GSM的基礎(chǔ)上的一種過渡技術(shù)。GPRS的推出標(biāo)志著人們在GSM的發(fā)展史上邁出了意義最重大的一步，GPRS在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)�！≡谶@之后，通信運營商們又要推出EDGE技術(shù)，這種通信技術(shù)是一種介于現(xiàn)有的第二代移動網(wǎng)絡(luò)與第三代移動網(wǎng)絡(luò)之間的過渡技術(shù)，因此也有人稱它為“二代半”技術(shù)，它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，它允許高達(dá)384KbPs的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以充分滿足未來無線多媒體應(yīng)用的帶寬需求。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(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)運營商可以最大限度地利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在第三代移動網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化之前提前為用戶提供個人多媒體通信業(yè)務(wù)。
在新興通信技術(shù)的不斷推動之下，象征著3G通信的標(biāo)志技術(shù)WCDMA也可能成為未來通信技術(shù)的主流。該技術(shù)能為用戶帶來了最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，在這樣的條件下，計算機(jī)中應(yīng)用的任何媒體都能通過無線網(wǎng)絡(luò)輕松的傳遞。WCDMA通過有效的利用寬頻帶，不僅能順暢的處理聲音、圖像數(shù)據(jù)、與互聯(lián)網(wǎng)快速連接；此外WCDMA和MPEG-4技術(shù)結(jié)合起來還可以處理真實的動態(tài)圖像。人們之間溝通的瓶頸會由網(wǎng)絡(luò)傳輸速率轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N新型應(yīng)用的提供：如何讓無線網(wǎng)絡(luò)更好的為人們服務(wù)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(shè)備，各種終端設(shè)備之間如何更好的自動協(xié)同工作等等。在上述通信技術(shù)的基礎(chǔ)之上，無線通信技術(shù)最終可能邁向4G通信技術(shù)時代�！�
從無線通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程來看，第一代移動通信系統(tǒng)的任務(wù)已經(jīng)達(dá)成，而現(xiàn)階段是第二代移動通信系統(tǒng)的時代，今后十年會是3G移動通信系統(tǒng)正興的時期，或許到了十年以后會是第四代移動通信的天下。但人們不難發(fā)現(xiàn)每一個不同的移動通信系統(tǒng)均會有重復(fù)性的時間點，大約每十年就有一項技術(shù)更新，不過隨著通信科技的日新月異，或許轉(zhuǎn)變會更快、時間也會更短。對于移動通信服務(wù)業(yè)者、系統(tǒng)設(shè)備供貨商或其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)來說，必須隨時注意移動通信技術(shù)的變化，以適應(yīng)市場需求。
研發(fā)階段
2001年12月～2003年12月，開展Beyond 3G/4G蜂窩通信空中接口技術(shù)研究，完成Beyond 3G/4G系統(tǒng)無線傳輸系統(tǒng)的核心硬、軟件研制工作，開展相關(guān)傳輸實驗，向ITU提交有關(guān)建議；
2004年1月～2005年12月，使Beyond 3G/4G空中接口技術(shù)研究達(dá)到相對成熟的水平，進(jìn)行與之相關(guān)的系統(tǒng)總體技術(shù)研究(包括與無線自組織網(wǎng)絡(luò)、游牧無線接入網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通技術(shù)研究等)，完成聯(lián)網(wǎng)試驗和演示業(yè)務(wù)的開發(fā)，建成具有Beyond 3G/4G技術(shù)特征的演示系統(tǒng)，向ITU提交初步的新一代無線通信體制標(biāo)準(zhǔn)；
2006年1月～2010年12月，設(shè)立有關(guān)重大專項，完成通用無線環(huán)境的體制標(biāo)準(zhǔn)研究及其系統(tǒng)實用化研究，開展較大規(guī)模的現(xiàn)場試驗。
運行階段
4G 2010年是海外主流運營商規(guī)模建設(shè)4G的元年，多數(shù)機(jī)構(gòu)預(yù)計海外4G投資時間還將持續(xù)3年左右。
2012年國家工業(yè)和信息化部部長苗圩表示：4G的腳步越來越近，4G牌照在一年左右時間中就會下發(fā)。
2013年，"谷歌光纖概念"開始在全球發(fā)酵，在美國國內(nèi)成功推行的同時，谷歌光纖開始向非洲、東南亞等地推廣，給全球4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)再次添柴加火。同年8月，國務(wù)院總理李克強(qiáng)日前主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，要求提升3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和服務(wù)質(zhì)量，推動年內(nèi)發(fā)放4G牌照。12月4日正式向三大運營商發(fā)布4G牌照，中國移動、中國電信和中國聯(lián)通均獲得TD-LTE牌照，不過中國聯(lián)通和中國電信熱切期待的FDD-LTE牌照，暫未發(fā)放。
2013年12月18日，中國移動在廣州宣布，將建成全球最大4G網(wǎng)絡(luò)。2013年年底前，北京、上海、廣州、深圳等16個城市可享受4G服務(wù)；預(yù)計到2014年年底，4G網(wǎng)絡(luò)將覆蓋超過340個城市。
2014年1月，京津城際高鐵作為全國首條實現(xiàn)移動4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的鐵路，實現(xiàn)了300公里時速高鐵場景下的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速下載，一部2G大小的電影只需要幾分鐘。原有的3G信號也得到增強(qiáng)。
2014年1月20日，中國聯(lián)通已在珠江三角洲及深圳等十余個城市和地區(qū)開通42M，實現(xiàn)全網(wǎng)升級，升級后的3G網(wǎng)絡(luò)均可以達(dá)到42M標(biāo)準(zhǔn)，同時將在今年年內(nèi)完成全國360多個城市和大部分地區(qū)3G網(wǎng)絡(luò)的42M升級。
2014年7月21日中國移動在召開的新聞發(fā)布會上又提出包括持續(xù)加強(qiáng)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、實施清晰透明的訂購收費、大力治理垃圾信息等六項服務(wù)承諾。中移動表示，將繼續(xù)降低4G資費門檻。
在新一代技術(shù)剛推出市場之后，更高的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)在實驗室進(jìn)行研發(fā)。目前日本的NTT DoCoMo公司已經(jīng)表示，4G通信的試驗網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)部署在公司的橫須賀研發(fā)園內(nèi)，該網(wǎng)絡(luò)集結(jié)了試驗基站和移動終端，同時NTT DoCoMo公司還表示，4G通信服務(wù)將于2010年推出，網(wǎng)絡(luò)的下載速度可以達(dá)到100Mbps，上載速度為20Mbps。美國AT&T公司推出的4G通信網(wǎng)絡(luò)的試驗，據(jù)說可以配合目前的EDGE進(jìn)行無線上傳，并通過OFDM技術(shù)達(dá)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(shù)才能發(fā)布；再有十年左右的時間，4G才能真正投入到商用階段。在去年二月份，歐洲的四家移動設(shè)備生產(chǎn)商
