LTE項目是3G的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準。在20MHz頻譜帶寬下，能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高小區(qū)容量和降低系統延遲。

與3G技術相比，LTE的優(yōu)勢十分明顯。例如在通信速率方面，有了很大提高，下行峰值速率達到100Mbps、上行達到50Mbps。同時，頻譜效率有了很大提高，下行達到R6HSDPA的3~4倍，上行達到R6HSUPA的2~3倍。LTE還首次完整實現了以分組域業(yè)務為主要目標，系統在整體架構上將基于分組交換。另外在QoS保證方面，LTE通過系統設計和嚴格的QoS機制，保證實時業(yè)務(如VoIP)的服務質量。LTE還支持系統部署靈活，能夠支持1.25MHz~20MHz間的多種系統帶寬，并支持“paired”和“un－paired”的頻譜分配，保證了將來在系統部署上的靈活性。為了降低無線網絡時延，LTE的子幀長度為0.5ms和0.675ms，解決了向下兼容的問題并降低了網絡時延。由于LTE增加了小區(qū)邊界比特速率，在保持目前基站位置不變的情況下增加小區(qū)邊界比特速率。此外，LTE還強調向下兼容，即支持已有的3G系統和非3GPP規(guī)范系統的協同運作。

LTE的核心技術主要包括以下幾個方面。

在物理層上下行傳輸方面，下行的多址方式為正交頻分多址（OFDMA），上行為基于正交頻分復用（OFDM）傳輸技術的單載波頻分多址（SC-FDMA）。SC-FDMA為單載波傳輸技術，其特點為低峰均比，子載波間隔為15kHz。這兩種技術都能較好地支持頻率選擇性調度。

在幀結構設計方面，LTE的上下行幀長都為10ms，分成20個時隙，10個子幀，最小物理資源塊為180kHz。下行為了同時支持廣播業(yè)務和單播業(yè)務，設計長循環(huán)前綴（CP）和短CP兩種類型。同時為了與時分雙工（TDD）系統共存，又分別為低碼速率時分雙工（LCR-TDD）和高碼速率時分雙工（HCR-TDD）設計了相應的幀結構。

LTE還采用了小區(qū)間干擾控制技術。采用小區(qū)間干擾控制技術的目的為提高用戶在小區(qū)邊緣的信息傳輸速率。主要的多小區(qū)干擾補償技術有：干擾隨機化技術、干擾抵消技術和多小區(qū)干擾協調技術。

在小區(qū)搜索技術方面，考慮到小區(qū)搜索的復雜性，LTE傾向采用主同步信道進行小區(qū)同步，輔同步信道進行小區(qū)標志（ID）的檢測。在主同步信道采用公共的導頻序列，而在輔同步信道上各小區(qū)采用不同的導頻序列。其中，在小區(qū)導頻序列的設計中，序列必須兼顧性能和復雜度要求。

LTE還采用了隨機接入技術。隨機接入中主要分為非同步的隨機接入和同步的隨機接入。在非同步的隨機接入中，為了提高基站對用戶接入的控制效率，傾向于在用戶的簽名序列中隱含用戶的消息比特。在小區(qū)覆蓋大小的考慮上，對于大區(qū)的覆蓋討論集中在采用更長的碼還是簡單的短碼重復。最后從復雜度和對頻偏的抵抗性考慮，LTE傾向采用后者的方案。對于同步的隨機接入，目前的討論還不是很多。

基于上述新技術的采用，使得LTE得到了越來越多運營商的認可。包括中國移動、英國沃達豐、日本NTTDoCoMo、美國AT&T和Verizon等世界主要電信運營商已經決定采用LTE技術。因此可以認為，LTE在后3G時代也將延續(xù)2G時期GSM的主流地位。