4G移動(dòng)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(wú)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(kāi)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(wú)縫高數(shù)據(jù)率的無(wú)線服務(wù)，并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。這一服務(wù)能自適應(yīng)多個(gè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)及多模終端能力，跨越多個(gè)運(yùn)營(yíng)者和服務(wù)，提供大范圍服務(wù)。第四代移動(dòng)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(wú)線接口和光接口；系統(tǒng)管理資源；軟件無(wú)線電、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議等。第四代移動(dòng)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(diǎn)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(wú)線數(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高（速率高、時(shí)延�。┑姆⻊�(wù)和更好的性能價(jià)格比，能為4G無(wú)線網(wǎng)提供更好的方案。例如無(wú)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(dòng)通信對(duì)加速增長(zhǎng)的廣帶無(wú)線連接的要求提供技術(shù)上的回應(yīng)，對(duì)跨越公眾的和專(zhuān)用的、室內(nèi)和室外的多種無(wú)線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)保證提供無(wú)縫的服務(wù)。通過(guò)對(duì)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(zhǎng)，增添新的頻段，使頻譜資源大擴(kuò)展，提供不同類(lèi)型的通信接口，運(yùn)用路由技術(shù)為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以傅利葉變換來(lái)發(fā)展硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)第四代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，移動(dòng)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(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)IP將成為未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)的主流業(yè)務(wù)。
通信技術(shù)日新月異，給人們帶來(lái)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(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)計(jì)算及移動(dòng)多媒體運(yùn)作需要的第四代移動(dòng)通信開(kāi)始興起，因此有理由期待這種第四代移動(dòng)通信技術(shù)給人們帶來(lái)更加美好的未來(lái)�！�
4G 所有技術(shù)的發(fā)展都不可能在一夜之間實(shí)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(shí)存在。人們都知道最早的移動(dòng)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(yǔ)音業(yè)務(wù)，而且通話效果差、保密性能也不好，用戶的接聽(tīng)范圍也是很有限。隨著移動(dòng)電話迅猛發(fā)展，用戶增長(zhǎng)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(gè)射頻(即‘蜂窩’)同時(shí)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(dòng)電話系統(tǒng)，頻率為1800MHz的系統(tǒng)也被美國(guó)采納。GSM是1991年開(kāi)始投入使用的。到1997年底，已經(jīng)在100多個(gè)國(guó)家運(yùn)營(yíng)，成為歐洲和亞洲實(shí)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(kāi)放，功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)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(hào)上網(wǎng)的速度相當(dāng)，而當(dāng)時(shí)的internet幾乎只提供純文本的信息。而時(shí)下正流行的數(shù)字移動(dòng)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(lèi)。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(dòng)通信，但是由于沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，各種移動(dòng)通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機(jī)用戶帶來(lái)諸多不便。
針對(duì)GSM通信出現(xiàn)的缺陷，人們?cè)?000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(guò)渡技術(shù)。GPRS的推出標(biāo)志著人們?cè)贕SM的發(fā)展史上邁出了意義最重大的一步，GPRS在移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動(dòng)用戶提供高速無(wú)線IP和X.25分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)�！≡谶@之后，通信運(yùn)營(yíng)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)與第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間的過(guò)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(dòng)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(lái)無(wú)線多媒體應(yīng)用的帶寬需求。EDGE提供了一個(gè)從GPRS到第三代移動(dòng)通信的過(guò)渡性方案，從而使現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以最大限度地利用現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化之前提前為用戶提供個(gè)人多媒體通信業(yè)務(wù)。
在新興通信技術(shù)的不斷推動(dòng)之下，象征著3G通信的標(biāo)志技術(shù)WCDMA也可能成為未來(lái)通信技術(shù)的主流。該技術(shù)能為用戶帶來(lái)了最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，在這樣的條件下，計(jì)算機(jī)中應(yīng)用的任何媒體都能通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)輕松的傳遞。WCDMA通過(guò)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(lái)還可以處理真實(shí)的動(dòng)態(tài)圖像。人們之間溝通的瓶頸會(huì)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)更好的為人們服務(wù)而不是給人們帶來(lái)騷擾，如何讓每個(gè)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(dòng)協(xié)同工作等等。在上述通信技術(shù)的基礎(chǔ)之上，無(wú)線通信技術(shù)最終可能邁向4G通信技術(shù)時(shí)代�！�
從無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程來(lái)看，第一代移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)的時(shí)代，今后十年會(huì)是3G移動(dòng)通信系統(tǒng)正興的時(shí)期，或許到了十年以后會(huì)是第四代移動(dòng)通信的天下。但人們不難發(fā)現(xiàn)每一個(gè)不同的移動(dòng)通信系統(tǒng)均會(huì)有重復(fù)性的時(shí)間點(diǎn)，大約每十年就有一項(xiàng)技術(shù)更新，不過(guò)隨著通信科技的日新月異，或許轉(zhuǎn)變會(huì)更快、時(shí)間也會(huì)更短。對(duì)于移動(dòng)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(lái)說(shuō)，必須隨時(shí)注意移動(dòng)通信技術(shù)的變化，以適應(yīng)市場(chǎng)需求。
研發(fā)階段
2001年12月～2003年12月，開(kāi)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(wú)線傳輸系統(tǒng)的核心硬、軟件研制工作，開(kāi)展相關(guān)傳輸實(shí)驗(yàn)，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(duì)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(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)、游牧無(wú)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(yàn)和演示業(yè)務(wù)的開(kāi)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(wú)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(zhuān)項(xiàng)，完成通用無(wú)線環(huán)境的體制標(biāo)準(zhǔn)研究及其系統(tǒng)實(shí)用化研究，開(kāi)展較大規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
運(yùn)行階段
4G 2010年是海外主流運(yùn)營(yíng)商規(guī)模建設(shè)4G的元年，多數(shù)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)海外4G投資時(shí)間還將持續(xù)3年左右。
2012年國(guó)家工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩表示：4G的腳步越來(lái)越近，4G牌照在一年左右時(shí)間中就會(huì)下發(fā)。
2013年，"谷歌光纖概念"開(kāi)始在全球發(fā)酵，在美國(guó)國(guó)內(nèi)成功推行的同時(shí)，谷歌光纖開(kāi)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(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)日前主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，要求提升3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和服務(wù)質(zhì)量，推動(dòng)年內(nèi)發(fā)放4G牌照。12月4日正式向三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)布4G牌照，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通均獲得TD-LTE牌照，不過(guò)中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信熱切期待的FDD-LTE牌照，暫未發(fā)放。
2013年12月18日，中國(guó)移動(dòng)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(gè)城市可享受4G服務(wù)；預(yù)計(jì)到2014年年底，4G網(wǎng)絡(luò)將覆蓋超過(guò)340個(gè)城市。
2014年1月，京津城際高鐵作為全國(guó)首條實(shí)現(xiàn)移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的鐵路，實(shí)現(xiàn)了300公里時(shí)速高鐵場(chǎng)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(hào)也得到增強(qiáng)。
2014年1月20日，中國(guó)聯(lián)通已在珠江三角洲及深圳等十余個(gè)城市和地區(qū)開(kāi)通42M，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)升級(jí)，升級(jí)后的3G網(wǎng)絡(luò)均可以達(dá)到42M標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)將在今年年內(nèi)完成全國(guó)360多個(gè)城市和大部分地區(qū)3G網(wǎng)絡(luò)的42M升級(jí)。
2014年7月21日中國(guó)移動(dòng)在召開(kāi)的新聞發(fā)布會(huì)上又提出包括持續(xù)加強(qiáng)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、實(shí)施清晰透明的訂購(gòu)收費(fèi)、大力治理垃圾信息等六項(xiàng)服務(wù)承諾。中移動(dòng)表示，將繼續(xù)降低4G資費(fèi)門(mén)檻。
在新一代技術(shù)剛推出市場(chǎng)之后，更高的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(yàn)基站和移動(dòng)終端，同時(shí)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(guó)AT&T公司推出的4G通信網(wǎng)絡(luò)的試驗(yàn)，據(jù)說(shuō)可以配合目前的EDGE進(jìn)行無(wú)線上傳，并通過(guò)OFDM技術(shù)達(dá)到快速下載的目的。美國(guó)AT&T公司聲稱大約還需要五年，這項(xiàng)技術(shù)才能發(fā)布；再有十年左右的時(shí)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(dòng)設(shè)備生產(chǎn)商
