正當第三代國際移動通信系統（IMT-2000）開發工作如火如荼進行的時候，第四代移動通信系統的腳步聲也開始悄然響起。2000年11月12-15日，來自英國電信部、日本的NTT DoCoMo公司、國際電聯和歐盟電信政策委員會等世界著名的專家聚集于英國倫敦，就第四代移動通信問題進行了廣泛的討論和研究。

　　4G系統要求
　　（1）高數據率傳輸。3G涵蓋了三種環境下的三種速率，在室外移動環境下也不過是144kb/s，而4G的最低目標速率為10～20Mb/s,對室外移動環境下的傳輸速率至少達2Mb/s，相當于3G的室內環境下的傳輸速率。因此滿足了寬帶無線連接快速增長的需求。目前，日本（MMAC）、歐洲(Hiperlan2)和美國（IEEE.802.11）正在開發的5GHz頻段無線LAN和無線寬帶接入系統的傳輸速率達到20～30Mb/s。
　　（2）大容量低比特率成本。3G的容量將不足于應付2010年后的爆炸性增長的多媒體業務量。對于4G來說，每單位的區域容量至少是3G的10倍，而比特成本卻要顯著地降低，用戶在使用4G時不用擔心通信費用。
　　（3）無線QoS資源控制。由于互聯網業務、盡力傳送業務（best effort service）成本低廉而備受青睞，但無線系統資源（頻率和發射功率）是有限的且易受阻塞的困擾。因此，有必要采用無線QoS資源控制，以保證業務質量和支持各種級別的應用。由4G系統支持的應用業務將依據業務的特點進行分類，無線QoS資源控制方式要既能支持實時性應用，也能支持非實時性應用。
　　（4）大區域覆蓋，與3G、無線LAN（W-LAN）和固定網絡之間無縫隙漫游，實現真正意義上的全球漫游。3G移動通信向個人通信的目標只邁出了一大步，但這還不是完全的個人通信，4G要比3G更接近于個人通信，即任何人、任何時間在任何地點實現任何形式的通信。
　　（5）在技術上層面上應比3G更高。無線技術上要突破蜂窩組網的概念，以達到更完美的覆蓋；在容量上，要引入具有自適應波束的新的空分多址(SDMA)技術，從而使目標速率比當前的系統高出2個數量級；核心網采用分組交換，使網絡能根據用戶需要分配帶寬。為了提高對建筑物的穿透性，需要采用大范圍的可變傳輸速率。未來的無線移動通信系統將包括室內的無線LAN、室外的寬帶接入、智能傳輸系統（ITS）。
　　（6）支持下一代互聯網。包括IPv6和組播業務。

4G關鍵技術
　　（1）新調制技術與信號傳輸：在高頻段高速移動傳輸會產生嚴重的頻率選擇性衰落，調制/解調的可靠性研究可以克服這種頻率選擇性衰落，新調制技術將提供很高的頻譜效率。另外，電池功率的限制也必須突破。4G系統將采用這些調制方式以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。高性能正向糾錯編碼，如Turbo編碼技術、自動重發請求（ARQ）和分集接收技術是建立高速大容量網絡的重要因素。
　　（2）智能天線：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，能滿足數據中心、移動IP網絡的性能要求。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。
　　（3）交互干擾抑制和多用戶識別：待開發的交互干擾抑制和多用戶識別技術應成為4G的組成部分，它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動電話系統，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機的高質量接收信號。這種組合將滿足更大用戶容量的需求，還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識別兩種技術的組合將大大減少網絡基礎設施的部署，確保業務質量的改善。
　　（4）可重構性/自愈網絡：當智能處理器用在4G無線網絡時，它們將能夠處理節點故障或基站超載。網絡各部分采用基于知識解答裝置，將能夠糾正網絡故障，這種基于知識解答裝置安放在無線網絡控制器上。
　　（5）微微無線電接收器：微微無線電接收器是4G要研究的另一個重點，它們是嵌入式無線電，例如“藍牙”，在智能和功耗方面都得到改善。無線電裝在一單片上，采用這種技術，功耗比采用現在的技術要低10至100倍。
　　（6）核心技術：3G移動通信系統主要是以CDMA為核心技術，4G移動通信系統技術則以正交頻分復用（OFDM）技術最受矚目，目前已有不少專家學者針對OFDM技術在移動通信上的應用提出了相關的理論基礎。基于OFDM為核心技術的4G移動通信系統將提供增值服務。
　　（7）無線接入網（RAN）。4G系統不僅是高速度而且大容量，低比特成本，能夠支持2010年后的業務，這些要求將使得4G RAN不同于目前的RAN，在結構上必然是革命性的。

4G蜂窩系統的無線接入網絡
　　技術發展的趨勢是電路交換向基于IP分組交換發展，宏小區向微小區發展，設備分集向網絡分集發展。基于IP分組業務不僅影響無線電傳輸協議，還影響RAN的選路和切換策略。這種基于IP技術的網絡架構使得在3G、4G、W-LAN、固定網之間漫游得以實現。這種網絡的基本結構概念是：上層是應用層，中間是網絡業務層，下層是物理層。物理層作為橋接層提供QoS映射、地址轉換、即插即用、安全管理、有源網絡。物理層與中間層之間也是開放式接口，供第三方開發和提供新業務。
摘自《通訊世界》