标题：4G移动通信系统
发展简介
1897年是人类移动通信元年，M.G.马可尼在陆地与一只拖船间完成了一项无线通信实验，由此揭开世界移动通信历史的序幕。  
20世纪70年代，美国贝尔实验室发明了蜂窝小区和频率复用的概念，现代移动通信开始发展起来。1978年，开发了第一种真正意义上的大容量蜂窝移动通信系统-高级移动电话系统（AMPS）。1979年，日本推出800MHz汽车电话系统（HAMTS）。西德于1984年完成C网，频段450MHz。1985年，英国开发出全接入系统（TACS），频段900MHz。法国开发出450系统。加拿大推出450MHz移动电话系统（MTS）。瑞典等北欧四国于1980年开发出NMT-450移动通信网并投入使用，频段450MHz。这些系统为双工的基于频分多址（FDMA）的模拟制式系统，被称为第一代蜂窝移动通信系统。
所有技术的发展都不可能在一夜之间实现，从2G、3G、E3G到B3G（4G），需要不断演进，而且这些技术可以同时存在。人们都知道最早的模拟蜂窝通信技术只能提供区域性语音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。随着移动电话迅猛发展，用户增长迅速，传统的通信模式已经不能满足人们通信的需求，在这种情况下就出现了数字移动通信系统。
第一个数字蜂窝标准GSM基于时分多址TDMA方式，于1992年由欧洲提出。美国提出两个数字移动通信标准，分别为基于TDMA的IS-54和基于窄带DS-CDMA的IS-95。日本第一个数字蜂窝系统是PDC系统，1994年投入运行。现GSM使用时分多址TDMA和频分多址FDMA一起作为接入方法，工作频段范围在900～1900MHz之间，我国陆地GSM网主要采用900MHz与1800MHz频段。GSM于1991年开始进入商业服务，至今已经在100多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的蜂窝移动通信标准。GSM数字网也具有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定，并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。不过它能提供的数据传输率仅为9.6kbit/s，和五、六年前用固定电话拨号上网的速度相当，而当时的internet几乎只提供纯文本的信息。而时下正流行的数字移动通信手机是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技术。第二代手机除了可提供所谓“全球通”话音业务外，已经可以提供低速的数据业务了，也就是收发短消息之类。虽然从理论上讲，2G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。 
针对GSM通信出现的缺陷，GSM97版提出2.5G通用分组无线业务技术，即GPRS，是GSM Phase 2.1规范实现的内容之一。GPRS的推出标志着人们在GSM的发展史上迈出了意义重大的一步，GPRS用以承载IP或X.25等数据业务，可像局域网一样实现现有TCP/IP应用，提供Internet和其他分组网络的全球性接入。
Ericsson公司于1997年第一次向欧洲电信标准组织提出EDGE规范，这种通信技术是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，即通常所说的2.75G移动系统之一，实现于GSM99版。它有效提高了GPRS信道编码效率的高速移动数据标准，EGPRS系统最大吞吐量可达到473.6kbit/s，可满足近期一段时间无线多媒体应用的带宽需求。EDGE提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。
在新兴通信技术的不断推动之下，象征着3G通信的标志技术WCDMA也可能成为未来通信技术的主流。该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，在这样的条件下，计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递。WCDMA通过有效的利用宽频带，不仅能顺畅的处理声音、图像数据、与互联网快速连接；此外WCDMA和MPEG-4技术结合起来还可以处理真实的动态图像。人们之间沟通的瓶颈会由网络传输速率转变为各种新型应用的提供：如何让无线网络更好的为人们服务而不是给人们带来骚扰，如何让每个人都能从信息的海洋中快速的得到自己需要的信息，如何能够方便的携带、使用各种终端设备，各种终端设备之间如何更好的自动协同工作等等。在上述通信技术的基础之上，无线通信技术最终可能迈向4G通信技术时代。
从无线通信系统的发展历程来看，第一代移动通信系统的任务已经达成，而现阶段是第二代移动通信系统的时代，今后十年会是3G移动通信系统正兴的时期，或许到了十年以后会是第四代移动通信的天下。但人们不难发现每一个不同的移动通信系统均会有重复性的时间点，大约每十年就有一项技术更新，不过随着通信科技的日新月异，或许转变会更快、时间也会更短。对于移动通信服务业者、系统设备供货商或其他相关产业来说，必须随时注意移动通信技术的变化，以适应市场需求。
TD-LTE之于中国市场
正当长期演进技术Long-Term Evolution (LTE)和WiMax在全球电信业大力推进时，前者（LTE）也是最强大的3GPP移动通讯主导技术，正异军突起，迅速占领中国市场。虽然Qualcomm 和Yota两家公司的TD-LTE尚未成熟，但很多国内外的无线运营公司都相继转向TD-LTE。
IBM数据显示，67%运营商正考虑使用LTE，因为这是他们未来市场的主要来源。上述消息也证实了IBM的这一说法。而只有8%的运营商考虑使用WiMAX。尽管WiMax 可以给其客户提供市场上传输速度最快的网络，但仍然不是LTE技术的竞争对手。
TD-LTE并非第一个预面向4G无线移动宽带网络数据标准，由中国最大的电信运营商--中国移动修订与发布，在进行一系列的现场试验后，预计在未来2年内步入商用期。爱立信副总裁Ulf Ewaldsson说：“中国工信部和中国移动将在今年第四季度进行大规模现场试验，届时，爱立信将助之一臂之力。” 但就目前的发展态势来看，中国移动倡导的这一标准能否被国际市场广泛认可， 仍然值得商榷。
概念介绍
就在3G通信技术正处于酝酿之中时，更高的技术应用已经在实验室进行研发。因此在人们期待第三代移动通信系统所带来的优质服务的同时，第四代移动通信系统的最新技术也在实验室悄然进行当中。那么到底什么是4G通信呢？ 
到2009年为止人们还无法对4G通信进行精确地定义，有人说4G通信的概念来自其他无线服务的技术，从无线应用协定、全球袖珍型无线服务到3G；有人说4G通信是一个超越2010年以外的研究主题，4G通信是系统中的系统，可利用各种不同的无线技术；但不管人们对4G通信怎样进行定义，有一点人们能够肯定的是4G通信可能是一个比3G通信更完美的新无线世界，它可创造出许多消费者难以想象的应用。4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。4G手机可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。此外，4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。还有，4G有望集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。
4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信会是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。
与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比2009年通信费用低。
4G通信技术是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：提高移动装置无线访问互联网的速度--据3G市场分三个阶段走的的发展计划，3G的多媒体服务在10年后进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统。在发达国家，3G服务的普及率更超过60%，那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。
为了充分利用4G通信给人们带来的先进服务，人们还必须借助各种各样的4G终端才能实现，而不少通信营运商正是看到了未来通信的巨大市场潜力，他们已经开始把眼光瞄准到生产4G通信终端产品上，例如生产具有高速分组通信功能的小型终端、生产对应配备摄像机的可视电话以及电影电视的影像发送服务的终端，或者是生产与计算机相匹配的卡式数据通信专用终端。有了这些通信终端后，人们手机用户就可以随心所欲的漫游了，随时随地的享受高质量的通信了。
4G系统网络结构及其关键技术
4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输；抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线接口和光接口；系统管理资源；软件无线电、网络结构协议等。第四代移动通信系统主要是以正交频分复用（OFDM）为技术核心。OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以提供无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比，能为4G无线网提供更好的方案。例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，预计都采用OFDM技术。4G移动通信对加速增长的广带无线连接的要求提供技术上的回应，对跨越公众的和专用的、室内和室外的多种无线系统和网络保证提供无缝的服务。通过对最适合的可用网络提供用户所需求的最佳服务，能应付基于因特网通信所期望的增长，增添新的频段，使频谱资源大扩展，提供不同类型的通信接口，运用路由技术为主的网络架构，以傅利叶变换来发展硬件架构实现第四代网络架构。移动通信会向数据化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动数据、移动IP预计会成为未来移动网的主流业务。
主要优势
如果说2G、3G通信对于人类信息化的发展是微不足道的话，那么未来的4G通信却给了人们真正的沟通自由，并彻底改变人们的生活方式甚至社会形态。2009年在构思中的4G通信具有下面的特征：1、通信速度更快由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps，最高可达32Kbps，如PHS；而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps；专家则预估，第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息，这种速度会相当于2009年最新手机的传输速度的1万倍左右。2、网络频谱更宽要想使4G通信达到100Mbps的传输，通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的AT&T的执行官们说，估计每个4G信道会占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。3、通信更加灵活从严格意义上说，4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，毕竟语音资料的传输只是4G移动电话的功能之一而已，因此未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，会有更惊人的突破，人们可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋，以方便和个性为前提，任何一件能看到的物品都有可能成为4G终端，只是人们还不知应该怎么称呼它。未来的4G通信使人们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像，当然更可以和从未谋面的陌生人网上联线对打游戏。也许有被网上定位系统永远锁定无处遁形的苦恼，但是与它据此提供的地图带来的便利和安全相比，这简直可以忽略不计。4、智能性能更高第四代移动通信的智能性更高，不仅表现于4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，例如对菜单和滚动操作的依赖程度会大大降低，更重要的4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如4G手机能根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机可以把电影院票房资料，直接下载到PDA之上，这些资料能够把售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票；4G手机可以被看作是一台手提电视，用来看体育比赛之类的各种现场直播。5、兼容性能更平滑要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，未来的第四代移动通信系统应当具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。6、提供各种增值服务4G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的，它们的核心建设技术根本就是不同的，3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)最受瞩目，利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等方面的无线通信增殖服务；不过考虑到与3G通信的过渡性，第四代移动通信系统不会在未来仅仅只采用OFDM一种技术，CDMA技术会在第四代移动通信系统中，与OFDM技术相互配合以便发挥出更大的作用，甚至未来的第四代移动通信系统也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生，前文所提到的数字音讯广播，其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术，同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统，也会结合两项技术的优点，一部分会是以CDMA的延伸技术。7、实现高质量通信尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求，当然还包括通信品质的要求。总结来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。8、频率使用效率更高相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术，例如一些光纤通信产品公司为了进一步提高无线因特网的主干带宽宽度，引入了交换层级技术，这种技术能同时涵盖不同类型的通信接口，也就是说第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构。由于利用了几项不同的技术，所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多。按照最乐观的情况估计，这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情，而且做这些事情的时候速度相当快。研究人员说，下载速率有可能达到5Mbps到10Mbps。9、通信费用更加便宜由于4G通信不仅解决了与3G通信的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端的通信技术，这些技术保证了4G通信能提供一种灵活性非常高的系统操作方式，因此相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易迅速得多；同时在建设4G通信网络系统时，通信营运商们会考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运行者和用户的费用。据研究人员宣称，4G通信的无线即时连接等某些服务费用会比3G通信更加便宜。
技术标准解读
2012.1.20 ITU正式审议通过的的4G（IMT-Advanced ）标准：LTE-Advanced：LTE(Long Term Evolution,长期演进)的后续研究标准;WirelessMAN-Advanced(802.16m)：WiMAX的后续研究标准.而TD-LTE作为LTE-Advanced标准分支之一入选；这是由我国主要提出的。
WRC-07为4G分配频谱频段如下： 
3.4～3.6GHz，200MHz；
2.3～2.4GHz，100MHz；
698～806MHz，108MHz；
450～470MHz，20MHz；1.LTELTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。主要特点是 在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，相对于3G网络大大的提高了小区的容量，同时将网络延迟大大降低：内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms。并且这一标准也是3GPP长期演进(LTE)项目，是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，其演进的历史如下：
3GPP GSM→WCDMA&TD-SCDMA→HSPA→LTE→IMT-Advanced（4G）
3GPP LTE主要特性指标如下：
（1）带宽1.25～20MHz，提供上行50Mbit/s，下行100Mbit/s的峰值数据速率。
（2）用户平面延迟（单向）小于5ms，控制平面延迟小于100ms。
（3）支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作。
（4）支持增强型广播组播（MBMS）业务。
（5）支持增强的IMS和核心网。
（6）取消CS域，CS域业务在PS域实现，如采用VoIP。
（7）以尽可能相似技术同时支持成对和非成对频段。
（8）提升小区边缘比特率。
在LTE层1方案征集过程中，有6个选项在3GPP RAN1工作组中被评估。它们是： 
（1）FDD，上行采用单载波FDMA（SC-FDMA），下行采用OFDMA。 
（2）FDD，上行下行都采用OFDMA。 
（3）FDD，上行下行都采用多载波WCDMA（MC-WCDMA）。 
（4）TDD，上行下行都采用多载波时分同步CDMA（MC-TD-SCDMA）。 
（5）TDD，上行下行都采用OFDMA。 
（6）TDD，上行采用单载波FDMA（SC-FDMA），下行采用OFDMA。
由于LTE系统缺乏和3G系统的后向兼容性，因此更适合在较早阶段（如2000年左右）部署了3G系统，在2010年左右希望大规模更新网络的运营商。对于那些近几年刚部署了3G系统，在2015年左右之前不希望进行“革命性”换代的运营商，LTE显然不是最佳选择。因此3GPP启动了HSPA（HSDPA/HSUPA）的演进项目HSPA+，旨在保持和R6版本的后向兼容性，同时在5MHz带宽下达到和LTE相仿的性能。
演进型3G技术在我国被称为E3G（Evolved 3G），也有国家成为Super 3G。3GPP的TD-SCDMA和WCDMA的演进型技术LTE标准于2007年年底完成。2012年1月20日，根据国际电信联盟网站公布的消息，国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上，正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(即4G)国际标准，我国主导制定的TD-LTE-Advanced同时成为IMT-Advanced国际标准。
LTE终端设备当前有耗电太大和价格昂贵的缺点，按照摩尔定律测算，估计至少还要6年后，才能达到当前3G终端的量产成本。2.LTE-AdvancedLTE-Advanced：从字面上看，LTE-Advanced就是LTE技术的升级版。LTE-Advanced的正式名称为 Further Advancements for E-UTRA，它满足 ITU-R的IMT-Advanced技术征集的需求，是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。LTE-Advanced是一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命，相当于HSPA和WCDMA这样的关系。LTE-Advanced的相关特性如下：
带宽：100MHz
峰值速率：上行500Mbps，高移动性下100Mbit/s，低移动性下1Gbit/s
峰值频谱效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz 
针对室内环境进行优化
有效支持新频段和大带宽应用
峰值速率大幅提高，频谱效率有限的改进 
如果严格的讲，LTE作为3.9G移动互联网技术，那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些。LTE-Advanced的入围，包含 TDD和FDD两种制式，其中TD-SCDMA将能够最终演进到TDD制式，而WCDMA网络能够最终演进到FDD制式。移动主导的TD-SCDMA网络期望能够直接绕过HSPA+网络进入到LTE。3.UMBUMB是CDMA2000系列标准的演进升级版本，即3GPP2 C.S0084-0v2.0，可升级至20MHz的带宽，可在现有或新分配的频段中部署。UMB能够带来更大的带宽、频段和波段选择范围，以及网络的可升级性和灵活性。UMB系统是以OFDMA(正交频分复用接入)技术为基础、专门针对无线移动环境和实时应用优化的移动无线宽带系统，它继承了DO系统的自适应编码调制、HARQ(物理层混合重传)以及QoS控制机制，结合了CDMA、TDM、QOFDMA(准OFDMA)、LDPC(低密度奇偶校验码)等其它先进技术，同时引入了基于MIMO(多路输入输出)、SDMA(空分复用接入)和Beamforming(波束赋性)等多天线技术，使系统可以在达到更高传输效率的同时经济有效地支持各类具有QoS要求的应用。
UMB是领先的OFDMA解决方案，它引入了复杂的控制与信令机制、有效的无线资源管理（RRM）、自适应反向链路（RL）干扰控制，以及包括多输入多输出（MIMO）、空分多址（SDMA）和波束赋形等先进的多天线技术。UMB解决方案全方位地提供了先进的移动宽带服务，它可以在经济地提供低速、低时延的语音业务的同时有效地提供超高速、非时延敏感的宽带数据通信业务。为支持无缝接入，UMB还支持与现有cdma 2000 1x和1xEV-DO系统间进行跨系统间的无缝切换。
演进历史如下：
3GPP2 CDMA→CDMA2000→CDMA20001xEV-DO/DV→UMB→IMT-Advanced（4G）4. WiMaxWiMax：WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互联接入，WiMAX的另一个名字是IEEE 802.16。WiMAX的技术起点较高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高，这也是未来移动世界和固定网络的融合趋势。
802.16工作的频段采用的是无需授权频段，范围在2GHz至66GHz之间，而802.16a则是一种采用2G至11GHz无需授权频段的宽带无线接入系统，其频道带宽可根据需求在1.5M至20MHz范围进行调整，目前具有更好高速移动下无缝切换的IEEE 802.16m的技术正在研发。因此，802.16所使用的频谱可能比其它任何无线技术更丰富，WiMax具有以下优点：
(1)对于已知的干扰，窄的信道带宽有利于避开干扰，而且有利于节省频谱资源。　
(2)灵活的带宽调整能力，有利于运营商或用户协调频谱资源。
(3)WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，能够使无线网络的覆盖面积大大提升。
不过WiMax网络在网络覆盖面积和网络的带宽上优势巨大，但是其移动性却有着先天的缺陷，无法满足高速(≧50km/h)下的网络的无缝链接，从这个意义上讲，WiMax还无法达到3G网络的水平，严格地说并不能算作移动通信技术，而仅仅是无线局域网的技术。但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技术上，将能够有效的解决这些问题，也正是因为有中国移动、因特尔、Sprint各大厂商的积极参与，WiMax成为呼声仅次于LTE的4G网络手机。关于IEEE 802.16m这一技术，我们将留在最后作详细的阐述。
Wimax当前全球使用用户大约800万，其中60%在美国。Wimax其实是最早的4G通信标准，大约出现于2000年。5. Wireless MANWirelessMAN-Advanced：WirelessMAN- Advanced事实上就是WiMax的升级版，即IEEE 802.16m标准，802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN ，而WirelessMAN-Advanced极为IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps无线传输速率，还将兼容未来的4G无线网络。802.16m可在“漫游”模式或高效率/强信号模式下提供1Gbps的下行速率。该标准还支持“高移动”模式，能够提供1Gbps速率。其优势如下：
1．提高网络覆盖，改建链路预算；
2．提高频谱效率；
3．提高数据和VOIP容量；
4．低时延&QoS增强；
5．功耗节省；
目前的WirelessMAN-Advanced有5种网络数据规格，其中极低速率为16kbps，低数率数据及低速多媒体为144kbps，中速多媒 体为2Mbps，高速多媒体为30Mbps超高速多媒体则达到了30Mbps--1Gbps。但是该标准可能会被率先被军方所采用，IEEE方面表示军方 的介入将能够促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且军方的今天就是民用的明天。不论怎样，WirelessMAN- Advanced得到ITU的认可并成为4G标准的可能性极大。
存在缺陷
对于人们来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统，的确第四代无线通信网络在具体实施的过程中出现大量令人头痛的技术问题，大概一点也不会使人们感到意外和奇怪，第四代无线通信网络存在的技术问题多和互联网有关，并且需要花费好几年的时间才能解决。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，可能遇到下面的一些困难：1、标准难以统一虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。因此，开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题，而世界各大通信厂商会对此一直在争论不休。2、技术难以实现尽管未来的4G通信能够给人带来美好的明天，现已研究出来，但并未普及。据研究这项技术的开发人员而言，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区，及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。日本DoCoMo公司表示，为了解决这一问题，公司会对不同编码技术和传输技术进行测试。另外在移交方面存在的技术问题，使手机很容易在从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时和网络失去联系。由于第四代无线通信网络的架构相当复杂，这一问题显得格外突出。不过，行业专家们表示，他们相信这一问题可以得到解决，但需要一定的时间。3、容量受到限制人们对未来的4G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度会得到极大提升，从理论上说其所谓的每秒100MB的宽带速度，比2009年最新手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍，但手机的速度会受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。据有关行家分析，4G手机会很难达到其理论速度。如果速度上不去，4G手机就要大打折扣。4、市场难以消化有专家预测在10年以后，第三代移动通信的多媒体服务会进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统，第三代技术仍然在缓慢地进入市场，到那时整个行业正在消化吸收第三代技术，对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程。另外，在过渡过程中，如果4G通信因为系统或终端的短缺而导致延迟的话，那么号称5G的技术随时都有可能威胁到4G的赢利计划，此时4G漫长的投资回收和赢利计划会变得异常的脆弱。5、设施难以更新在部署4G通信网络系统之前，覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立的，如果要向第四代通信技术转移的话，那么全球的许多无线基础设施都需要经历着大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G通信技术全面进入市场、占领市场的速度。而且到那时，还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持4G通信各项数据业务的4G终端，也就是说4G通信终端要能在4G通信网络建成后及时提供，不能让通信终端的生产滞后于网络建设。但根据某些事实来看，在4G通信技术全面进入商用之日算起的二三年后，消费者才有望用上性能稳定的4G通信手机。6、其他相关困难因为手机的功能越来越强大，而无线通信网络也变得越来越复杂，同样4G通信在功能日益增多的同时，它的建设和开发也会遇到比以前系统建设更多的困难和麻烦。例如每一种新的设备和技术推出时，其后的软件设计和开发必须及时能跟上步伐，才能使新的设备和技术得到很快推广和应用，但遗憾的是4G通信还只处于研究和开发阶段，具体的设备和用到的技术还没有完全成型，因此对应的软件开发也会遇到困难；另外费率和计费方式对于4G通信的移动数据市场的发展尤为重要，例如WAP手机推出后，用户花了很多的连接时间才能获得信息，而按时间及信息内容的收费方式使用户难以承受，因此必须及早慎重研究基于4G通信的收费系统，以利于市场发展。还有4G通信不仅需要区分语音流量和互联网数据，还需要具备能到数据传输速度很慢的第三代无线通信网络上平稳使用的性能，这就需要通信营运商们必须能找到一个很好的解决这些问题的方法，而要解决办法就必须首先在大量不同的设备上精确执行4G规范，要做到这一点，也需要花费好几年的时间。况且到了4G通信真正开始推行时，熟悉4G通信业务的经验和专门技术人才还不多，这样同样也会延缓4G通信在市场上迅速推广的速度，因此到时对于设计、安装、运营、维护4G通信的专门技术人员还须早日进行培训。
发展展望
Clearwire公司09年1月表示，会把波特兰改造为美国西部无线网络速度最快的城市，以及全球四大 4G WiMAX 无线宽带服务之一——Clear的使用基地。借助 Clear，波特兰的消费者和企业会以真正的宽带速度实现对互联网的无线访问，在家庭、办公场所和地铁等地畅游网络。
Clearwire 首席执行官 Benjamin G. Wolff表示：“Clearwire 把互联网的速度和移动性完美融合，令无线网的面貌焕然一新。人们以提高客户工作效率和生活品质为导向，致力于为服务区内的每一位客户提供优质服务。”
英特尔公司执行副总裁兼销售与市场营销事业部总经理马宏升表示：“作为新一代无线技术，WiMAX 为消费者带来了真正的平民化移动互联网体验。英特尔会携手 Clearwire 及其合作伙伴，让消费者以前所未有的方式，随时在更多地点与互联网进行交互。”1.显著的差异Clear 的服务价格低廉、部署简便，可满足用户在家庭、办公场所或旅途中的上网需求。无论是那些既要赶时间，又要接孩子放学的上班族家长，还是在办公室内外都希望保持高效的小企业主，抑或是经济拮据、却需要使用宽带网络的大学生们，Clear都是以最少投资获得最大收效的理想之选。
Clear 采用简单新颖的定价策略，能够灵活满足不同客户的不同需要。Clear 提供的移动、住宅和商务计划既可以按日付费，也可以包月订购，且无需签订冗长的服务合同。家庭互联网服务计划和移动互联网计划的每月最低收费分别为 20 美元和 30 美元。此外，客户也可以购买 10 美元的日卡。如果客户同时订购家庭和移动互联网服务，或者一次签订两年的服务协议，还能享受其它优惠。
区别于其它无线服务，Clear 还提供一项名为“真正的宽带”的特色体验，为住宅用户和移动互联网用户分别提供高达 6 Mbps 和 4 Mbps 的下载速度。2.无线宽带，一插即行为了方便客户，Clear 专门提供了几种简单的宽带连接方式。移动用户只需把 Clear 提供的支持移动 WiMAX 的小型 USB 调制解调器插入笔记本电脑，即可立即接入无线网络。
当住宅用户需要上网时，只需把Clear 提供的无线高速调制解调器（小开本书大小）连接到普通电源和电脑主机。该款无线高速调制解调器同样由摩托罗拉公司出品，客户和企业无需提前预约，也不必穿墙布线，完全可以在不中断日常工作的情况下轻松获取高速互联网服务。
宏基、华硕、戴尔、富士通、联想、松下、三星和东芝等电脑厂商纷纷宣布计划在2009年上半年推出基于英特尔®迅驰®2 处理器技术并嵌入 WiMAX 技术的笔记本电脑，以兼容 Clear 网络。此外，还有数家 OEM 厂商计划推出采用英特尔®凌动? 处理器并支持嵌入式 WiMAX 的上网本模型，同样也是为了迎接 Clear 网络的到来。3.其它市场作为 Clearwire 长期网络建设计划的一部分，4G 网络会陆续在美国各主要城市开通。截至2009年，提供此项服务的城市为马里兰州的巴尔地摩和俄勒冈州的波特兰。尽管巴尔地摩市仍在使用 XOHM? 宽带网络，但再过几个月全市都会换用 Clear。Clearwire 当前提供的 pre-WiMAX 互联网服务已经覆盖了美国 46 个地区市场。同时，该公司还会在2010年初公布未来的市场推广计划，以及面向现有 pre-WiMAX 市场的升级计划。
在新一代技术刚推出市场之后，更高的技术应用已经在实验室进行研发。日本的NTT DoCoMo公司已经表示，4G通信的试验网络已经部署在公司的横须贺研发园内，该网络集结了试验基站和移动终端，同时NTT DoCoMo公司还表示，4G通信服务预计于2010年推出，网络的下载速度可以达到100Mbps，上载速度为20Mbps。美国AT&T公司推出的4G通信网络的试验，据说可以配合EDGE进行无线上传，并通过OFDM技术达到快速下载的目的。美国AT&T公司声称大约还需要五年，这项技术才能发布；再有十年左右的时间，4G才能真正投入到商用阶段。在去年二月份，欧洲的四家移动设备生产商——阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子组成了世界无线研究论坛(WWRF)，以研究3G以后的发展方向。WWRF预计4G技术会在2010年开始投入应用。这一代通信技术可以把不同的无线局域网络和通信标准，手机信号，无线电通信和电视广播以及卫星通信结合起来，这样手机用户就可以随心所欲的漫游了。在欧洲地区，无线区域回路与数字音讯广播已针对其室内(Indoor)应用而进行相关的研发，测试项目包括10Mbps与MPEG影像传输应用，而第四代移动通信技术则会是现有两项研发技术的延伸，先从室内技术开始，再逐渐扩展到室外的移动通信网路。爱立信公司的一位高级官员表示，该公司在经济不景气的情况下不会减少研发第四代无线通讯技术的预算的，该公司的负责人同时表示，该公司的研发工作具有3-10年的前瞻性，暂时的需求不振不会使该公司放慢研究的速度。
国际电信联盟无线电通信部也已经达成共识，会把移动通信系统同其他系统结合起来，在2010年之前是数据传输数率达到100Mbps。对于更高级的3G系统，ITU决定同时发展IMT-2000的两个标准——提高数据包和声音文件的传输速率——被日本NTT DoCoMo和J-Phone两家公司采用的WCDMA能最大达到8Mbps的下载速率，而CDMA2000系统也会达到2.4Mbps的速率。同时ITU对外发表声明说第四代移动通信的频段尚未被讨论与制订，不过原则上会是以高频段频谱为主，另外也会使用到微波相关的技术与频段。
随着物联网、智能家居等产业的发展，消费者对网络速率要求越来越高，而各种高清视频的需求也越来越大。据统计，目前网络内容50%为视频，到2015年，视频将占91% 。并且随着wifi设备不断增加，消费者互通互联和用移动设备观看视频的需求不断增加，而2.4GHZ频段与家用电器频段冲突，带来了wifi在信号稳定性、抗干扰性、安全性等方面的挑战。 
为了满足日益增长的市场需求，博通于今年1月推出了第一款5G wifi芯片，可以在不那么拥挤的5GHZ频段上运行。5G wifi能大大改善家庭传输距离和覆盖范围，同时实现3倍于802.11n的传输速率，使高清视频播放变得快速轻松，还能实现设备间的同步和内容分享，最值得一提的是，其功耗仅为之前产品的1/6，满足更可靠、更高性的无线网络需求。 
5Gwifi技术借助802.11n技术培育的市场和免费特性，将拥有较大的市场接受度，并且其分流特性将与NFC技术一起补充4G网络不足，其高速、高容量、高覆盖、低功耗的特性，在企业级市场将有很大的发挥空间，对家庭网络而言，其分享特性也将让更多设备观看高清视频成为可能。 
无论从技术还是市场前景，5G wifi都有引领无线网络新时代的优势。目前，博通的5G wifi技术已陆续与国内外的多家设备制造商展开了合作，例如在路由器领域与巴法络、腾达等厂商合作，未来还将在电脑、手机、平板等领域与相关厂商合作推出产品。