4G移動系統(tǒng)網絡結構可分為三層：物理網絡層、中間環(huán)境層、應用網絡層。
物理網絡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(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。
4G網絡物理網絡層與中間環(huán)境層及其應用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應用及服務變得更為容易，提供無縫高數(shù)據率的無線服務，并運行于多個頻帶。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，提供大范圍服務。第四代移動通信系統(tǒng)的關鍵技術包括信道傳輸；抗干擾性強的高速接入技術、調制和信息傳輸技術；高性能、小型化和低成本的自適應陣列智能天線；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、網絡結構協(xié)議等。第四代移動通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復用（OFDM）為技術核心。OFDM技術的特點是網絡結構高度可擴展，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(shù)據技術質量更高（速率高、時延�。┑姆⻊蘸透玫男阅軆r格比，能為4G無線網提供更好的方案。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。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連接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(tǒng)和網絡保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網絡提供用戶所需求的最佳服務，能應付基于因特網通信所期望的增長，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絡架構，以傅利葉變換來發(fā)展硬件架構實現(xiàn)第四代網絡架構，移動通信將向數(shù)據化，高速化、寬帶化、頻段更高化方向發(fā)展，移動數(shù)據、移動IP將成為未來移動網的主流業(yè)務。
通信技術日新月異，給人們帶來不少享受。隨著數(shù)據通信與多媒體業(yè)務需求的發(fā)展，適應移動數(shù)據、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給人們帶來更加美好的未來�！�
4G 所有技術的發(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，而且這些技術可以同時存在。人們都知道最早的移動通信電話用的模擬蜂窩通信技術，這種技術只能提供區(qū)域性語音業(yè)務，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，該技術用的是窄帶TDMA，允許在一個射頻(即‘蜂窩’)同時進行8組通話。它是根據歐洲標準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，已經在100多個國家運營，成為歐洲和亞洲實際上的標準。GSM數(shù)字網也具有較強的保密性和抗干擾性，音質清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開放，功能強大等優(yōu)點。不過它能提供的數(shù)據傳輸率僅為9.6kbit/s，和五、六年前用固定電話撥號上網的速度相當，而當時的internet幾乎只提供純文本的信息。而時下正流行的數(shù)字移動通信手機是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技術。第二代手機除了可提供所謂“全球通”話音業(yè)務外，已經可以提供低速的數(shù)據業(yè)務了，也就是收發(fā)短消息之類。雖然從理論上講，2G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信，但是由于沒有統(tǒng)一的國際標準，各種移動通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。
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GPRS，該技術是在GSM的基礎上的一種過渡技術。GPRS的推出標志著人們在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)據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數(shù)據接入服務�！≡谶@之后，通信運營商們又要推出EDGE技術，這種通信技術是一種介于現(xiàn)有的第二代移動網絡與第三代移動網絡之間的過渡技術，因此也有人稱它為“二代半”技術，它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數(shù)據標準，它允許高達384KbPs的數(shù)據傳輸速率，可以充分滿足未來無線多媒體應用的帶寬需求。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)有的網絡運營商可以最大限度地利用現(xiàn)有的無線網絡設備，在第三代移動網絡商業(yè)化之前提前為用戶提供個人多媒體通信業(yè)務。
在新興通信技術的不斷推動之下，象征著3G通信的標志技術WCDMA也可能成為未來通信技術的主流。該技術能為用戶帶來了最高2Mbit/s的數(shù)據傳輸速率，在這樣的條件下，計算機中應用的任何媒體都能通過無線網絡輕松的傳遞。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、與互聯(lián)網快速連接；此外WCDMA和MPEG-4技術結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絡傳輸速率轉變?yōu)楦鞣N新型應用的提供：如何讓無線網絡更好的為人們服務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、使用各種終端設備，各種終端設備之間如何更好的自動協(xié)同工作等等。在上述通信技術的基礎之上，無線通信技術最終可能邁向4G通信技術時代�！�
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)的任務已經達成，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)均會有重復性的時間點，大約每十年就有一項技術更新，不過隨著通信科技的日新月異，或許轉變會更快、時間也會更短。對于移動通信服務業(yè)者、系統(tǒng)設備供貨商或其他相關產業(yè)來說，必須隨時注意移動通信技術的變化，以適應市場需求。
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，開展相關傳輸實驗，向ITU提交有關建議；
2004年1月～2005年12月，使Beyond 3G/4G空中接口技術研究達到相對成熟的水平，進行與之相關的系統(tǒng)總體技術研究(包括與無線自組織網絡、游牧無線接入網絡的互聯(lián)互通技術研究等)，完成聯(lián)網試驗和演示業(yè)務的開發(fā)，建成具有Beyond 3G/4G技術特征的演示系統(tǒng)，向ITU提交初步的新一代無線通信體制標準；
2006年1月～2010年12月，設立有關重大專項，完成通用無線環(huán)境的體制標準研究及其系統(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4G的元年，多數(shù)機構預計海外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網絡建設再次添柴加火。同年8月，國務院總理李克強日前主持召開國務院常務會議，要求提升3G網絡覆蓋和服務質量，推動年內發(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網絡。2013年年底前，北京、上海、廣州、深圳等16個城市可享受4G服務；預計到2014年年底，4G網絡將覆蓋超過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網絡全覆蓋的鐵路，實現(xiàn)了300公里時速高鐵場景下的數(shù)據業(yè)務高速下載，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。
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)全網升級，升級后的3G網絡均可以達到42M標準，同時將在今年年內完成全國360多個城市和大部分地區(qū)3G網絡的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4G網絡建設、實施清晰透明的訂購收費、大力治理垃圾信息等六項服務承諾。中移動表示，將繼續(xù)降低4G資費門檻。
在新一代技術剛推出市場之后，更高的技術應用已經在實驗室進行研發(fā)。目前日本的NTT DoCoMo公司已經表示，4G通信的試驗網絡已經部署在公司的橫須賀研發(fā)園內，該網絡集結了試驗基站和移動終端，同時NTT DoCoMo公司還表示，4G通信服務將于2010年推出，網絡的下載速度可以達到100Mbps，上載速度為20Mbps。美國AT&T公司推出的4G通信網絡的試驗，據說可以配合目前的EDGE進行無線上傳，并通過OFDM技術達到快速下載的目的。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，歐洲的四家移動設備生產商
