以下只討論空口，速率僅表示理論速率。
目前的4g技術，廣泛商用的是3gpp組織制定的umts技術標準的長期演進，即lte（long term evolution，長期演進）。雖然叫作lte，但它的主要技術跟3g（umts/wcdma）完全不同。主要區別在於摒棄了3g時代的cdma（code division multiple access，分碼多重進接）技術，採用ofdm（orthogonal frequency division multiplexing，正交頻分復用）技術。
ofdm實際上是mcm（multi-carrier modulation，多載波調製）的一種。其主要思想是：將通道分成若干正交子通道，將高速資料訊號轉換成並行的低速子資料流，調製到在每個子通道上進行傳輸，正交訊號可以通過在接收端採用相關技術來分開，這樣也就減少了子通道之間的ici（inter-carrier interference，相互干擾） 。
也就是說ofdm可以將乙個通道分成若干正交子通道，每個子通道上使用乙個子載波進行調製，每個子載波可以並行傳輸。簡單來說，就是ofdm具有更好的頻譜擴充套件性，可以有效地支援寬頻傳輸。
根據夏農定理，
c = blog2(1+s/n)
c是通道容量，b是通道頻寬，s/n是訊雜比
可以看出，要想提高通道容量，只能增大通道頻寬b或訊號功率s
從3g到lte，頻譜頻寬從5mhz（wcdma）提高到20mhz（lte），就像不斷拓寬的道路，道路寬了自然能走的車就多了。單個2*20mhz的lte fdd載波上下行速率分別為50/150mbps，單個20mhz的lte tdd載波的上下行速率值是10/100mbps。而同樣採用64qam調製的wcdma且配置雙載波聯合dc-hsdpa，只有42mbps。
如果wcdma要想達到4g的標準，可以採用多載波聚合的方式（例如上面提到的dc），實際上這也是4g+的關鍵技術之一。只不過這種系統設計在wcdma上實現過於複雜，干擾更嚴重，各大通訊裝置廠商不願意去做而已，ofdm實現起來則更容易。還有一方面高通近乎把持所有cdma有關的專利，繼續cdma的研發...***。
另乙個關鍵技術是mimo（multiple-input multiple-output，多輸入多輸出）技術，通過多對天線多發多收，實現提高通道容量。具體可見ranger在手機上的4x4 mimo是什麼？平時用得上嗎？問題下的回答。
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