移動通信技術已經歷了三個主要發展階段。每一代的發展都是技術的突破和觀念的創新。第一代起源于20世紀80年代，主要采用模擬和頻分多址(FDMA)技術。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)技術。第三代移動通信系統(3G)可以提供更寬的頻帶，不僅傳輸話音，還能傳輸高速數據，從而提供快捷方便的無線應用。然而，第三代移動通信系統仍是基于地面標準不一的區域性通信系統，盡管其傳輸速率可高達2 Mb/s，但仍無法滿足多媒體通信的要求，因此，第四代移動通信系統(4G)的研究隨之應運而生。

一、4G通信技術的概念

4G的定義到目前為止依然有待明確，它的技術參數、國際標準、網絡結構、乃至業務內容均未有明確說法。

在2002年底Wi-Fi熱潮中，Wi-Fi被視作4G技術。但4G技術的提倡者認為，4G與 Wi-Fi不同。2004年6月，市場研究公司Forrester的分析師預測，4G移動服務將是3G與WiMax結合在一起的技術。4G將提供以太網的接入速度（如10Mb/s）,并且通過在一部手機中把3G和WiMax技術結合在一起,提供集成無線局域網和廣域網的服務。WiMax（或者說是802.16標準）能夠提供無線寬帶網服務，最遠距離可達30英里，速率大約是10 Mb/s。在2004年富士通發布的白皮書中，將WiMAX指為“4G”無線技術。

另外，也有很多專家對LAS-CDMA十分看好，認為LAS-CDMA代表著4G水平。

4G到底是什么樣的技術呢？目前普遍描述如下：

4G是集3G與WLAN于一體，并能夠傳輸高質量視頻圖像，它的圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下。4G系統能夠以100Mb/s的速率下載，比目前的撥號上網快2000倍，上傳的速度也能達到20Mb/s，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面，4G與固定寬帶網絡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和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區。很明顯，4G有著不可比擬的優越性。

4G與3G之間的主要區別在于終端設備的類型、網絡拓撲的結構以及構成網絡的技術類型。終端設備除了手機之外應當包括頭戴式話機、PDA終端、膝上機、手表式話機、電視機、游戲機、DVD、零售機，甚至寵物機等等，凡是人所能構想的和能夠識別IP地址的無線電收發信機。其次，4G是由多種技術組成的，包括彼此似乎不相干的技術，如Wi-Fi、超寬帶無線電、便攜式電腦、軟件無線電等技術構成的高速全球通網絡。

與3G手機相比，4G手機的功能更強大，應用更廣泛。4G手機智能化程度更高，通話只是最最基本的功能之一，更多的功能體現在多媒體應用方面。

二、4G通信的關鍵技術

1.正交頻分復用（OFDM）

OFDM技術的主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多窄的正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，并且各子載波并行傳輸，因此可以大大消除信號波形間的干擾。OFDM還可以在不同的子信道上自適應地分配傳輸負荷，這樣可優化總的傳輸速率。OFDM技術還能對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾。在OFDM系統中由于各個子信道的載波相互正交，于是它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率。

移動通信信道的突出特點之一就是信道存在多徑時延擴展，它限制了數據速率的提高，因為如果數據速率高于信道的相關帶寬，信號將產生嚴重失真，信號傳輸質量大幅度下降。而OFDM技術由于具備上述特點，是對高速數據傳輸的一種潛在的解決方案，在FDMA、TDMA、CDMA和OFDM等多址方式中，OFDM是4G系統最為合適的多址方案，因此，OFDM技術已基本被公認為4G的核心技術之一。

OFDM技術主要的技術難點是系統中的頻率和時間同步，基于導頻符號輔助的信道估計，峰平比問題和多普勒頻偏的影響，以及基于OFDM、多載波技術的新一代蜂窩移動通信系統的多址方案的研究。

2.智能天線(SA)與多入多出天線(MIMO)技術

智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾，增強特殊范圍內想要的信號，這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量，其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相關無線收發信機來實現射頻信號的接收和發射。同時通過基帶數字信號處理器，對各個天線鏈路上接收到的信號按一定算法進行合并，實現上行波束賦形。目前智能天線的工作方式主要有兩種：全自適應方式和基于多波束的波束切換方式。