4G不仅仅是比3G“快一点”的网络，它是一套完整的、以全IP分组交换为核心的移动通信技术体系，它的主要目标是提供高速率、低时延、高机动性的无线宽带服务,真正实现了移动通信与互联网的深度融合。
我们可以从以下几个层面来理解4G包括的内容：
核心技术标准（4G的“身份证”）
国际电信联盟为4G定义了明确的性能指标，并指定了符合标准的两大核心技术体系，只有符合这些标准的技术才能被称为“真正的4G”。
长期演进技术
这是目前全球范围内部署最广泛、最成功的4G技术标准，它由3GPP（第三代合作伙伴计划）制定,是3G技术演进的最终形态。
- 核心技术： 正交频分多址
- 特点：
- 高速率： 下行峰值速率可达100 Mbps - 1 Gbps，上行峰值速率可达50 Mbps - 500 Mbps。
- 低延迟： 空中接口延迟显著降低,通常在10毫秒以内。
- 高频谱效率： 通过OFDM和MIMO（多输入多输出）等技术,极大地提高了频谱资源的利用效率。
- 全IP网络： 核心网是纯IP网络，所有业务（语音、数据）都通过数据包传输，为VoLTE（高清语音通话）奠定了基础。
IEEE 802.16m (WirelessMAN-Advanced)
这个标准由电气和电子工程师协会制定，是WiMAX（全球微波互联接入）技术的演进版本，也被称为“WiMAX 2”。
- 核心技术： 同样基于OFDMA和MIMO。
- 特点：
- 高移动性： 设计目标是为高速移动的交通工具（如时速350公里的高铁）提供稳定服务。
- 高带宽： 理论下行峰值速率可达1 Gbps。
- 后向兼容： 可以与第一代WiMAX网络共存。
重要补充： LTE-Advanced是ITU-R认可的4G标准，而我们常说的 LTE (Long Term Evolution)，严格来说属于9G（准4G），因为它最初没有完全达到ITU对4G定义的100Mbps下行速率标准，但随着LTE-Advanced Pro（也称为4.5G或Pre-5G）的出现,LTE家族最终达到了真正的4G标准。
关键技术组件（4G的“骨骼和肌肉”）
4G的实现依赖于一系列先进技术的组合,这些技术共同构成了其高性能的基础。
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) - 正交频分复用
- 作用： 将高速数据流分解成大量并行的低速子数据流,在多个正交的低速子载波上传输。
- 优势：
- 抗多径衰落： 有效解决了移动通信中因信号反射、衍射造成的信号干扰问题。
- 频谱效率高： 子载波之间正交，可以紧密排列,互不干扰。
- 灵活性高： 可以根据信道状况动态分配子载波和功率。
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) - 多输入多输出
- 作用： 在通信链路的收发两端都使用多根天线。
- 优势：
- 提高容量： 通过空间复用，在同一频谱资源上并行传输多路数据,成倍提升系统容量。
- 增强覆盖： 通过波束成形等技术，将信号能量集中指向用户,提高信号质量和覆盖范围。
- 提升可靠性： 利用分集技术（如空间分集），即使部分信号路径受阻,用户仍能接收到完整数据。
全IP核心网
- 作用： 4G网络的核心是一个基于IP协议的分组交换网络。
- 优势：
- 统一平台： 所有业务，无论是语音、视频还是数据，都采用统一的IP数据包进行传输,简化了网络架构。
- 开放与融合： 便于与互联网、固定网络等融合,催生了大量创新应用。
- 为VoIP/VoLTE铺路： 这是实现基于4G网络的高清语音通话的基础。
软件定义网络和网络功能虚拟化
这是4G网络架构现代化的关键技术，虽然它们更多地与4G的部署和运维相关,但也是4G体系的重要组成部分。
- SDN: 将网络控制平面（大脑）与数据转发平面（肌肉）分离,使网络管理更加灵活和智能。
- NFV: 将传统的网络设备（如防火墙、路由器）的功能以软件的形式运行在通用的服务器上，降低了成本,加快了新业务的部署速度。
主要应用和服务（4G带来的“生活”）
正是上述技术和标准的结合,才使得4G能够支持我们今天习以为常的丰富多彩的应用。
- 高速移动互联网： 网页秒开、高清图片流畅加载。
- 高清视频流媒体： 在手机上流畅观看在线视频（如YouTube, Netflix）、进行视频直播。
- 视频通话： 基于VoLTE技术的高清语音和视频通话,通话质量媲美固定电话。
- 移动云服务： 方便地使用云存储、云办公等应用。
- 移动游戏和增强现实： 支持复杂的在线手游和初级的AR体验。
- 车联网和物联网： 为车辆间通信、智能交通等提供基础网络支持。
- 共享经济和O2O服务： 如网约车、共享单车、外卖等应用都依赖于4G网络的稳定连接。
当问“4G包括什么”时,最全面的回答是：
4G是一套以LTE-Advanced和IEEE 802.16m为核心技术标准，以OFDM和MIMO为关键技术，构建在全IP核心网之上的高速移动通信技术体系，它通过高速率、低时延的无线连接，实现了移动互联网的全面普及，并催生了高清视频、移动支付、共享经济等一系列深刻改变社会和生活方式的应用。
