ITU定义，凡一个基地台在固定通讯下达1Gbps下行速率，移动通讯时达100Mbps，以及其他相关要件的，即可称4G，包含3GPP R8、WiMAX Rel 2（Rel=Release）均达此标准，但由于WiMAX阵营转弱，4G几乎已与3GPP阵营的LTE标准划上等号。

3GPP R8标准早于2008年底颁布，R8即为LTE（Longterm Evolution），LTE定义了5种装置端速率（Category 1～5，Cat. 1～5），其中Category 4即可达下行150.8Mbps速率，如此即可称4G，之后的3GPP R10标准则定义Cat. 6～8，3GPP R11则增订了Cat. 9～10。

而3GPP R10标准于2011年颁布，即称为LTE-A（Advanced），2015年3月将完成订立的3GPP R12，也可称为LTE-B（Beyond 4G，B4G），LTE-B之后可能有LTE-C，而后进入5G，但也可能取消LTE-C，直接从LTE-B进入5G，目前看来实际发展偏向后者，即省略LTE-C的过渡阶段。

图一 : 原规划LTE-C之后进入5G，而今多认为R14已属5G，省略LTE-C。（图片来源：Huawei）

不过，基地台业者华为（Huawei）在2014年10月提出4.5G概念，即是R12之后的R13标准，4.5G目标最高传输率10Gbps（固定下行）、延迟在10mS（毫秒）内，且每平方公里的覆盖面积内能有100,000个Connection（连线），预计2016年登场。

图二 : 华为于2014年10月提出3GPP R13、4.5G理念。（图片来源：Huawei）

华为虽提出4.5G概念，但不是所有业者都认同，例如全球行动通讯系统协会GSMA(Global System for Mobile Communications Association)就认为4.5G只是个行销词，不是具体的技术分界。

但也有业者同样提出4.5G，如Alcatel-Lucent，不过与华为的4.5G定义并非全然一致，Alcatel-Lucent强调融合Wi-Fi分流技术、善用5GHz频段资源等可称为4.5G，此一般也称为LTE-U（U=Unlicensed Spectrum，免执照的频谱）。

日本行动电信商NTT DoCoMo也在2014年5月与6家设备业者进行试行，开始发展测试5G网路，目标比现行4G的基地台整体能耐强1,000倍，移动通讯速率强100倍（10Gbps），延迟降至5mS等，仅为原有4G延迟的1/10，预计列入R14标准，并于2020年完成。

所以，4G之后的标准，严格而论从3GPP R8 Cat. 4之后即算，但实际商业化发展又是另外一回事，LTE商业服务约于2009年北欧率先全球开通，LTE-A商业服务则于2013年南韩率先全球开通，2014年台湾也开通LTE，但是否达100Mbps则不尽然，有的电信商在LTE阶段即提供100Mbps速率，有的递延至采行LTE-A设备时才达100Mbps速率。

之所以递延至LTE-A才达100Mbps，主要是因为频谱资源因素，由于LTE标准不具有载波聚合技术（Carrier Aggregation，CA），要找到足够的连续频谱来提供100Mbps传输，实务上有困难，而载波聚合技术登场后，可将不连续的频谱结合起来使用，因而较容易达到100Mbps速率。

因此3GPP R9/R10/R11均可视为4G之后，而即将定案的R12，以及技术研拟提案中的R13也都是，有4.5G之称的R13，有5G之称的5G亦是。以下我们将再三个层面来细谈，即R12、R13、R14。

而读者可能已发现，3GPP标准中的奇数较少被提及，如3GPP R9、R11等，事实上奇数较偏向正规阶段性标准的后续增订、修订，为补强性质。

3GPP R12（2015年）LTE-B

由于众多业者对3GPP R12标准有高度期许，使标准定案时间一延再延，原订2014年12月定案又延了一季，预估2015年3月定案，但也可能又延。

R12更加强化载波聚合技术，原本只能聚合2、3个载波将扩展5个（2个上行，3个下行），而过去只能FDD LTE与FDD LTE聚合，TDD LTE与TDD LTE聚合，无法混聚，R12将可以混聚。

图三 : 目前Qualcomm顶级的Snapdragon 8xx系列芯片已能实现3个信道的载波聚合。（图片来源：Qualcomm）

R12也强化过去演化多媒体广播服务（eMBMS），一般也称LTE Broadcast。这项技术期望取代过去的地面电视广播电台，改用LTE基地台提供视讯广播，未来可能直接手机转播足球赛事，而非透过数位电视天线，或有线电视同轴缆线。

另外越来越多人是在室内或高楼使用手机，所以R12也强化室内传输表现，提出LTE-Hi（Hotspot/indoor）技术，强化穿墙通讯能力，或将原有的MIMO技术立体化、高度化，称为3D MIMO、elevation beamforming等

此外频谱资源越来越不够用，开始试图取用5GHz频段来加速传输，即前述的LTE-U。不过，是以LTE技术来取用5GHz，或使用Wi-Fi技术来取用5GHz，尚未有定论，且初期可能仅在使用者资料的下行方面采用5GHz，使用者上行资料与系统通讯控制资料仍不使用5GHz，后续才进一步允许将上行资料使用5GHz，但控制资料仍然不会。

图四 : 左图为LTE-U第一阶段实现构想，右图为第二阶段。（图片来源：CableLabs.com）

除了人们透过手机连上LTE系统外，物联网（IoT）逐渐盛行，3GPP阵营也希望把握此机，因而提出MTC（Machine Type Communication）技术，让LTE基地台可以同时间服务多个感测节点（ Sensor Node）连线，但为小资料量的连线。

进一步的，3GPP期望LTE基地台提供动态的邻近地区服务，最初称为LTE D2D（Device-to-Device），而后称为LTE Direct，LTE Direct可以让覆盖区内的手机用户上传讯息，而后相同覆盖区内的其他手机收到讯息，可提供即时的讯息服务，如附近有人晕倒需要会急救的人，演唱会附近有人要转卖门票等。

LTE Direct立意虽佳，但电信商短期内不晓得如何用此服务增加营收，因此对开通此技术、服务保持保守观望，可能只用于救灾，电信商反而对能实现收视收费服务的eMBMS感兴趣。

R12其他方面的强化也包含支援更多天线数的传输（更趋向Massive MIMO）、用来加速传输的新型态载波（New Type Carrier，NTC）、异质网路（HetNet）、基地台间更良善的沟通协调机制（CoMP）、提升小型基地台（Small Cell）表现等。

3GPP R13（2016年）4.5G

R13目前规划在R12的一年后定案，即2016年3月。前述的LTE-U，有可能不在R12提供，而挪到R13中，或R12仅提供初步，至R13才更加完整完备，如载波聚合在R10已初步提供，但R12接续强化，发展模式相同。

另外，确定在R12提供的MTC、3D MIMO等，则在R13中再进行强化精进，3D MIMO提升成Full-Dimension MIMO。另也提议提供室内定位功能，但由于R13仍在技术草拟阶段、提案阶段，难以肯定。

值得注意的是，为了提高传输率，预估未来使用小型基地台的数量将大幅增加，所以不单是R12，包含后续的R13、R14等，均会持续针对小型基地台的运作、需求等，持续修订标准。

图五 : Small Cell泛指覆盖范畴小于Macro Cell传统基地台的Pico Cell、Micro Cell、Femtocell基地台。（图片来源：qulsar.com）

而前面提到，华为提出的4.5G期望达到100,000个Connection，其实是针对物联网需求而提出，也就是R12 MTC技术的再精进。另外目前流行的软体定义网路（SDN）、网路功能虚拟化（NFV）等，也将在R13标准中讨论是否要导入运用。

值得注意的是，R13标准有业者提案加入使用者设备中继站（UE Relay）技术，即是把手机当成基地台的中继站，扮演过水基地台，帮其他手机转传资讯，此期望在救灾时发挥价值，例如某灾区的基地台已失灵，也能透过手机与手机不断转传，来扩大可通话、传讯的覆盖范畴。事实上在有了手机与手机直接互通的LTE Direct后，提供UE Relay亦成合理必然。

3GPP R14（2020年）5G

R13能见度已弱，R14自然更难掌握，目前已知5G的技术重点均在提升速率，不似R12标准提出MTC、LTE Direct等多种新应用，而为了达到更高速率，各业者均不约而同朝更高频的频段、更广的连续频宽、更多的收发天线等方向发展。

图六 : 2014年5月NTT DoCoMo与6家设备商试行的5G技术重点。（图片来源：NTT DoCoMo）

以前述NTT DoCoMo与6家电信设备商的技术试行实测为例，其中Alcatel-Lucent、Fujitsu仍使用5GHz以下的频段，另4家已朝5GHz（含5GHz）以​​上频段发展，包含NEC、Ericsson、Samsung 、Nokia等。其中NEC用5GHz频段，Ericsson用15GHz，Samsung为28GHz，Nokia为70GHz

其中许多家更深化使用Massive MIMO技术，如NEC、Ericsson，即同时间使用更多天线进行收发，远多于现有LTE-A的4根、8根天线，如24根。而更进一步了解，Samsung的28GHz频段技术，已能在2km覆盖距离内提供1Gbps的传输率。

2014年5月的施测后,不到半年的2014年10月,Samsung再宣布固定通讯下已能达7.5Gbps,而在时速120km时的移动通讯速率为1.2Gbps。

图七 : 华为提出5G的超服务立方概念。（图片来源：Huawei）

不过，试行也不纯然在比较传输率，相关技术可行性的验证也是重点，如Fujitsu是为了实证用无线宽频头端设备（Remote Radio Head，RRH）为密集布建的基地台协调、分配频谱的技术。 NEC则是测试大量天线下的时间域（Time Domain）波束成形（beamforming）技术。

而Alcatel-Lucent把重点放在IoT、M2M的MTC通讯上，期望测试出最适合MTC通讯采行的电波波形。

最后，简言之，5G期望在多个面向的技术表现都提升，包含频谱频率的延伸（300MHz～300GHz）、频谱资源利用率​​的提高（64QAM256QAM）、相同覆盖面积与空间中有多更快的连线，另外也包含更少的传输延迟，在更快速移动下仍能通讯等。

不仅如此，通常离基地台越远传输率也降低，或移动速度越快传输率也会降低，此方面也期望尽可能减少衰退程度。总之，多数创新通讯应用估已在R12标准内大量增列，5G将着重在硬底子的技术表现。