主頁（http://www.by236.com）：4G的核心專利居然不在高通！你想到了么？

從2012年10月份決定寫《通信之道》,到現在差不多兩年半的時間,第一版終于成稿,以此文作結。

3G霸主

1985年,在美國硅谷成立了一家叫Qualcomm(高通)的公司。

這家公司把軍用的CDMA技術用于民用通信,推出了IS-95標準,成為與歐洲的GSM競爭的第二代移動通信系統。

在第二代的商業競爭當中,GSM還是取得了的勝利。

但是在高通公司的創始人當中有一位世界級的科學家,叫做Andrew Viterbi,就是那位Viterbi譯碼算法的發明人,IEEE Fellow,并獲得了美國最高科技獎。

在他的推動下,產業界相信了CDMA代表了無線通信技術的發展方向,因此第三代移動通信的三個國際標 準,WCDMA, CDMA2000和TD-SCDMA都采用了CDMA技術。

高通在開發CDMA技術的時候,將大大小小的技術都申請了專利,專利的具體數字不是很清楚,一般說來是兩千項左右。

其中最核心的有兩項技術,一是軟切換,二是功率控制。

CDMA并不是高通的原創發明, 其發明人是大美女海蒂.拉瑪,關鍵的raker接收機技術也于1970年代發明。

也就是說,在高通之前,基本的CDMA鏈路技術已經具備,高通解決的是應用于蜂窩通信當中的組網問題。

Raker接收機, 功率控制,同頻復用,軟切換構成了CDMA系統的技術框架,其中高通把軟切換專利獲得USPTO授權載入了公司發展史。

當初除了高通之外,所有人都不看好CDMA的民用前景,所以高通壟斷了CDMA專利。

美歐對知識產權的保護力度非常大,當CDMA技術成為3G的唯一技術 方向后,高通利用其專利收取了巨額的許可費用,從一家小公司發展成為行業巨頭,并取代Intel成為最大的IC公司。

業界把交給高通的專利許可費俗稱為高通稅。

這個稅對不同的廠家是不一樣的,具體多少要看雙方的專利實力的對比,以及商業和政治上的多種因素。

對于一些終端廠商,高通稅可以達到手機售價的7%, 是整機價格的7%, 而不是利潤的7%,簡直就是搶錢。

為了避開高通的專利牽制,歐洲廠家其實是蠻拼的。

本來高通已經有了IS-95標準,既然3G大家都同意采用CDMA技術,3G的活交給高通干了就行了。

但如果是這樣的話就會被高通死死捏住,歐洲作為2G的老大,是絕對不能忍的。

于是歐洲國家聯合起來,又拉攏了中日韓成立了3GPP標準組織,制定3G的通信標準WCDMA,處處要跟高通搞得不一樣。

高通對3GPP是不屑的,CDMA技術的所有專利都是我的,你還能變出什么花樣來?

所以高通對3GPP的參與是消極的。

但是歐洲打著國際組織的旗號,占據了道德的制高點,一個公司和國際組織對抗是不行的。

于是高通拉了幾個美國公司成立了3GPP2,制定CDMA2000標準。

3GPP2雖然也是國際組織,但其實就是高通開的,大小事都是高通說了算,開放程度遠不及3GPP,所以2。

當然大家都很清楚了,3G還有第三股力量,就是中國的TD-SCDMA,也是在3GPP里面。

這樣就形成了WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三國演義的局面,偏離了ITU提出的在3G實現統一標準的目標。

3GPP是眾人拾柴火焰高,在3G市場上占據了大部分的份額。

高通一開始全力經營3GPP2,對3GPP并不積極,后來看到3GPP勢頭強勁,也積極參與3GPP 的活動。

主導WCDMA標準制定的諾基亞、愛立信,都宣稱自己擁有WCDMA百分之二三十的專利份額,而一些統計機構說高通只占有百分之十左右的專利。

但實際上,無論是愛立信還是諾基亞,都是要向高通繳納專利費的。 這是為什么呢?

在國家自主創新戰略的驅動下,媒體對專利也非常感興趣,但是一說到專利就陷入了誰誰占百分之多少的語言格式。

專利是最不能用數量來衡量的東西之一。

只說有多少個專利, 就象數錢只數張數而不看面值一樣荒唐。

人民幣的面值最大100元, 最小1毛,相差1000倍。

而一個專利的價值,大可以到數億美金,而小可以為負數,動態范圍比人民幣大得多。

當然,專利的價值估計比較復雜,不象鈔票那樣印在臉上。

盡管高通在WCDMA上的專利數量沒有諾愛多,但還是要收它們的專利費。

且不討論商業模式的問題,高通掌握CDMA的核心技術,這個大家都是承認的。

那么什么叫核心技術呢?

由誰來認定核心技術呢?

會有人說,核心專利不是在ETSI聲明嗎?

不是有專利評估機構嗎?還有人會認為是中央電視臺說了算。

其實這些都被利益方操縱,都不靠譜。

談論專利的時候我經常會用茶杯作例子。

一個茶杯,大概有三項核心技術,可以這樣排列:1. 盛液體的容器,2. 杯座,3. 杯把。

第一項是最核心的,漏水就什么都不要說了。

茶杯要放在一個地方,所以需要一個杯座,要拿在手里,需要一個把。

后兩項也是核心,但是如果不怕麻煩,也不是非有不可。

比如說用化學燒瓶做茶杯,圓底可以找個架子放,沒有把可以拿著脖子,但是這畢竟太麻煩了。

茶杯一般還會有杯蓋,但是很多時候杯蓋砸了,平民百姓還是照用。

還會畫個畫鍍個金什么的,就更漂亮了,這些對于喝茶的功能來說就不是很重要了。

當然,我們不是談茶杯作為奢侈品或者藝術品的功能,從藝術品的角度能不能盛水倒不是很重要。

從茶杯的例子我們大概可以體會如何判斷核心技術,就是如果避開這項技術對整個系統的影響如何。

如果不能盛水,就變成籃子了,所以是最核心的。

如果沒座沒把,日常使用太麻煩,所以也是核心,但是重要性低了一些。

有了這三項,就完成了茶杯的基本功能。

加個蓋子也很好,沒有它也能用,重要性又降低了一點,至于其他的,是圓的還是八角的,寫什么字畫什么畫,就不是核心技術了。

現在有一個口號,叫做“技術專利化,專利標準化”,一是強調專利的作用,二是強調專利要寫入標準。

當然,技術如果沒有專利,就是對人類做貢獻了,必須有專利才能在商業上獲利。

如果專利寫入了標準,就成為標準必要專利,意味著只要 標準實施了,專利就會被侵權,就可以主張權利了。

3GPP就是一個角斗場,各方合縱聯合,唇槍舌劍,熬夜加班,為的是將自己的專利寫進標準里面。

歐洲拋棄IS-95重新搞一個WCDMA標準,是產業競爭 的需要,也是為了把自己的專利寫進標準。

但是高通已經搞出了一個基于CDMA技術的通信標準,并且進行了專利覆蓋,在CDMA的框架里搞是難以搞出核心專利的。

就像別人已經做出了一個茶杯,能盛水,有座有把,連蓋和畫都有了,再搞一個也就是能寫個不同的字,畫個不同的畫,斷不可把座和把去掉的,否則就賣不出去了。

WCDMA標準本著故意不同的原則,也搞出了很多專利,但是沒有核心的,高通的核心專利軟切換和功率控制是躲不過去的,CDMA原理和raker接收機當 然更是躲不過去,只不過專利已經過期了。

諾愛等廠家, 雖然沒有特別核心的專利,但是標準是它們主導制定的,專利也有一大把,它們的宣傳口徑就是我們制定的標準,專利當然是我們多,占多少多少云云。

而高通呢, 由于掌握核心專利,天天在學術界說軟切換,功率控制如何如何重要。

因為有大師Viterbi領軍,而且確實能說出花樣來,學術界都相信了。

而其他廠家,心里雖然恨, 但是要在學術界混點名堂出來,也得說這幾樣,說點細枝末節的東西沒人理會。

這樣一來學術文章上撲天蓋地都是軟切換,功率控制什么的,想說人家不核心都不行。

從這里你可以看出學術界的這種公開透明的體系對技術價值評判的重要性,沒有這個,你再有理也是說不清的。

但是,從后來的發展來看,我認為3G里最重要 的技術應該是Turbo碼和Alamouti碼。

所以, 即使在WCDMA標準上,高通也掌握了核心專利,所以能夠揮舞專利大棒到處收錢。

而這些歐洲廠家,也可以欺負一下華為中興等廠家,華為是在HSDPA階段才開始參加3GPP的標準活動的。

技 術是不斷發展的,一個通信標準要想有生命力,必須給大家指出發展前景是如何的輝煌,所以無論是3GPP還是3GPP2,都要不斷地描繪演進路線。

WCDMA按照R99, HSDPA,HSUPA的路線演進,而CDMA2000向EV-DO的方向演進。

本來大家都是按照既定計劃辦事,沒想到半路殺出個程咬金,打亂了原來的進程。

4G變局

新殺入的力量是Intel,是IT(Information Technology)界人士,就是搞計算機互聯網那邊的。

現在有一個無人不曉的東西叫做WiFi,是IT界搞出來的東西。

在Wifi取得了成功后, IT界的野心膨脹,想進一步蠶食CT(Comunication Technology)的地盤。

WiFi對應的標準是IEEE 802.11,是無線局域網協議,而用于搶地盤的標準是802.16,是一個城域網標準,說白了就是比局域網的覆蓋范圍大,在商業上的名稱是WiMax。

CT 這邊是CDMA一統天下,而Wimax卻采用了OFDM技術。

說起來OFDM也不是什么新技術了,是1960年代貝爾實驗室的Chang發明的,到1980年代建立了比較完整的鏈路技術框架,這個跟CDMA的發展歷 程有些相似,從時間上大概晚了十多年。

OFDM技術已經在ADSL,DVB等領域獲得了商用,并且1998年在ITU征集3G提案的時候,也有幾個基于OFDM的提案,但是實在敵不過Viterbi老先生領軍的CDMA陣營,沒鬧出什么動靜就被斃掉了。

隨著CDMA技術的商用,其技術缺陷日益顯現,這時候OFDM又殺回了無線通信領域。

CDMA最大的弱點就是自干擾,為了克服這個缺點,多用戶檢測(MUD)技術成了當時的研究熱點。

TD-SCDMA最核心的技術叫聯合檢測,就是多用戶檢測技術,而我所發明的頻域算法至今都是業界效率最高的可商用算法。

MUD的問題在于復雜度有點高,而且WCDMA和CDMA2000的系統設計對MUD的支持也比較困難,無法商業化。

但是經過這么一番研究之后,發現MUD可以 使容量加倍,反過來也可以襯托CDMA的固有缺陷。

這個時候由于Wimax的攪局,OFDM進入了CT的視野,它通過循環前綴和頻域均衡等不太復雜的技術,有效地消除了用戶間干擾。

也就是說, OFDM和MUD的效果是差不多的,但是復雜度小了很多。

這個時候CT界的小伙伴門明白過來了, 原來大家伙都被高通的這位Viterbi老先生給忽悠了。

Wimax使用了OFDM技術,立刻使得CT的小伙伴們亞歷山大。

這時候出現了三股力量,一是技術上的澄清,二是高通的專利之困,三是Wimax的競爭,三股力量的合力使得3GPP在2004年底開始了LTE項目。

LTE 的英文是Long Term Evolution,就是長期演進的意思。 現在LTE已經商用了,就是大家所熟知的4G,但是剛提出來的時候為什么羞羞答答地叫LTE而不是4G呢?

其實WCDMA一直在演進著,最初的版本叫Release 99,就是1999年的版本,后來的版本改變了命名規則,叫R4, R5, R6, R7, 每個版本都加入一些特性,但是CDMA的技術框架沒有變。

到了LTE,要把CDMA干掉而采用OFDM,實際上已經不能叫演進, 而是革命了, 正確的叫法就是4G。

但是概念剛提出的時候要爭取到運營商的支持,運營商天性是守舊的,因為它已經在3G上投入巨資,當然不愿意被革命掉,所以玩了個文字 游戲叫長期演進。

而實施商用的時候,面對的是用戶,當然是4G更高大上,消費者更愿意買單。

3GPP 啟動了LTE,高通掌控的3GPP2也啟動了UMB項目,算是應景之作。

3GPP搞LTE是為了擺脫高通的牽制,高通搞UMB當然不想把自己干掉。

高通在業內已經賺得了流氓的惡名,和小伙伴們越走越遠,UMB沒人支持,日漸式微。

最終高通還是明智的,把UMB停掉了。

在3G時代,高通壟斷了CDMA的核心 專利,并且IS-95標準在前,因此高通可以任性地單獨搞一個CDMA2000。

盡管如此,在產業上還是處于劣勢。

在4G時代,高通已經沒有了這種優勢, 再任性下去是死路一條。

4G的標準終于統一到了LTE,從這個角度看,高通是為產業做了貢獻。

當然, LTE分FDD和TDD兩個模式, 但還是一個標準。

高通放棄了UMB,當然就全力參與LTE了。

做了這么多年的CDMA,而且相當成功,賺取了大把的銀子,肯定是很自戀的。

在這種公司當中,一般是容不下異己的力量存在的。

典型的例子就是柯達,明明是自己發明的數碼相機,結果老是讓人家當配角,結果被自己的發明革掉了命。

在高通是CDMA派說了算,即使有技術專家研究 OFDM也是討不到好的,因此高通在OFDM上是沒有技術積累的。

現在搞LTE要用OFDM,肚子餓了現種糧食哪來得及呢?

但是高通有大把的銀子,可以買飯來吃。

美國是一個創新型的國家,各種技術初創公司層出不窮。

有一個公司叫Flarion,就是研究用OFDM做移動通信的,它們開發的系統叫做Flash- OFDM,翻譯成中文可以叫做"一閃一閃的OFDM"。

高通公司相中了Flarion, 于2006年用8億美金收入囊中,當然是沖著它的專利去的。

一時間媒體輿論大嘩,高通又壟斷了OFDM的核心專利,大家又要為高通打工了。

其實媒體并不懂技術,咋就得出這個結論呢?媒體的邏輯很簡單:高通又不是傻子,如果沒有核心專利,干嘛花8億美金啊?

這種由果及因的推理方法其是是蠻不靠譜的。人家柯達幾百億地賺,你以為是傻子么?還不是照樣倒閉了。

前面已經介紹了,OFDM并不是新技術,鏈路技術框架已經在1980年代就基本完備了。

它已經用于ADSL和DVB,ADSL就是一個鏈路,DVB雖然需要 組網,但是所有天線發射相同信號,本質上也只是鏈路技術。

現在要用于移動通信,需要解決組網問題,這和高通在CDMA上需要解決的問題是相同的。

Flash-OFDM是Flarion的商標,臉面上的東西當然就是最得意的東西,這個一閃一閃的Flash,就是Flarion解決OFDM用于移動通信的組網方案。

OFDM的中文名稱是正交頻分復用。

既然是頻分復用,本質上就是FDMA了,這是第一代移動通信的多址技術,大家都是清楚的。

就是因為清楚這個, FDMA的弱點也成為對OFDM的擔心。

FDMA要采用比較大的復用因子,而CDMA憑借同頻復用統一了3G的天下,OFDM要怎么辦呢?Flarion 提出了快跳頻的OFDM方案,現在歸類于干擾隨機化方案。

一個OFDM載波被劃分成了很多個很窄的子載波,有些子載波上的功率大,對相鄰小區的干擾就大;有些功率小或者沒有使用,干擾就小或者無干擾。

但是在頻率復 用的設計上要照顧到最壞的情況,就要求使用比較大的復用因子,降低了系統的頻譜效率。

而CDMA技術通過擾碼的隨機性使得干擾比較平均,所以實現了同頻復用。

受CDMA的啟發,通過快速的跳頻也可以使得OFDM系統的干擾平均化,這樣就不必照顧最差的情況,而按照平均情況進行頻率復用方案的設計,從而實現同頻復用。

解決了OFDM同頻復用的問題,Flarion應該是非常得意的,所以把這個方案作為自己的技術商標。

高通也是看中了這個,才肯出那么高的價錢。更為關鍵的是,采用了干擾平均化的思想后,高通的軟切換技術還可以繼續在LTE當中應用,這可是高通的命根子。

有人可能會很奇怪,為什么這么湊巧,Flarion開發的技術這么對高通的脾氣?這是因為在3G時代高通的CDMA已經一統江湖,其大殺器就是同頻復用。

Viterbi先生說,由于CDMA復用效率高,使得其頻譜效率是AMPS的20倍,這可真是把小伙伴們都嚇傻了。

還有另外一位厲害的角色叫做David Tse,是加州伯克利的教授,他繼承了信息論鼻祖Claude Shannon的衣缽,是信息論的第三代掌門。

在其名著《無線通信基礎》當中,他用信息論證明了同頻復用的效率最高。

這樣,同頻復用就成了移動通信的標桿,是沒有人敢于懷疑的。

然而同頻復用并不是專利技術,高通在此基礎之上建立了軟切換技術,成為了CDMA最基礎的專利。

Flarion的Flash- OFDM,也是建立在同頻復用的基礎上的, 所以才和高通的技術體系如此匹配。

這些故事我在2004年的時候是不知道的。

在這一年,我發明了軟頻率復用(softfrequency reuse)技術。

在這之前,我做了很長時間的TD-SCDMA的研究,我的頻域聯合檢測算法就是在這個階段提出的。

那個時候,TDS因為采用短擴頻碼而被指責無法實現同頻復用。

而我已經相信,由于采用了聯合檢測技術,TDS應該采用復用因子3而不是同頻復用,原因是聯合檢測消除了小區內部干擾,鄰區干擾成為主要矛盾,通過 較大的復用因子可以極大降低鄰區干擾,從而提高頻譜效率。

2007年Wimax開始了, 一些同事在研究OFDM,我知道OFDM和TDS的復用方案應該是相同的, 但是復用3也不是什么專利,遇到產品線的同事跟他們說一聲,他們也聽不進去。

直到有一天在西單的大馬路上,我突然想到了復用3只適用于小區邊緣,而小區內部應該采用全部頻譜,這就是軟頻率復用方案了,趕緊申請了專利。

后來的現場實驗表明,SFR可以有效提升小區邊緣容量,很多場景可以達到30%,有些場景甚至可以達到100%。

2004 年11月,3GPP的LTE項目啟動,提出了增強小區邊緣速率的需求,而SFR技術恰好契合這個需求,就好像是因為華為有SFR專利而推動3GPP提出這個需求似的,其實推手另有其人。

我將SFR技術完善了一下,補充了理論結果,在2005年5月的RAN1 41次會議上提出了SFR技術,提案號是R1-050507,這次會議是3GPP LTE的第一次技術會議。

十年以后,SFR被廣泛研究和應用,發展成為小區間干擾協調(ICIC)這一重要領域,學術界已經發表了近萬篇文章。SFR推翻 了高通和D. Tse所建立的同頻復用的標桿,增強了頻率復用這一蜂窩通信的基石概念,成為移動通信新的基礎。

2005年8月份,針對LTE需要支持從1.25MHz到20MHz 6種帶寬的需求,我在提出了提案R1-050824,建議統一6種帶寬的采樣率和FFT點數,提高產業的規模效應。

并且建議用一個IFFT承載多個載波, 在基帶實現多載波的合路。

這個方案可以叫做scalable OFDM,雖然極其簡單,但是極大簡化了發射機的結構,提高了產業的規模效應,也是LTE-A提出的載波聚合技術必須采用的方案,對LTE產業的影響是極其巨大的。

可以說sOFDM是LTE最基礎的OFDM專利,商業上的重要性甚至比SFR還要高,因為SFR是系統側的,而此技術系統和終端都要使用。

只是由于其過于簡單,一點就透,沒有什么研究空間,影響力沒有SFR大。

采用OFDM作為多址技術是LTE的基調,地位太重要了,大家都來爭奪。

愛立信推動了SC-FDMA作為LTE的上行多址方案,它是OFDM的一種變體,主 要的技術理由是能夠降低峰均比,降低對終端功放的要求。

這個理由倒是成立的,但是后來的研究和實踐表明,SC-FDMA所帶來的對導頻設計的負面影響,要超過它的帶來的好處,其性能還不如OFDMA+簡單的削 波方案，也就是LTE的下行多址方案。

有一個階段在“專利標準化”理念的指導下,大家都覺得只要進入標準的專利就是核心專利,其實蠻不是這么回事。

現在大家清楚了, 進入標準的專利叫標準必要專利,需要遵守FRAND原則,限制是比較多的。

從近年來的美國法院的判例來看,標準必要專利的重要性在下降,禁售是判不了的, 錢也賠得比以前少多了。

這里面的一個大的背景是通信已經發展到4G,創新已經很難。

雖然系統參數提高很多,但是專利都是一個個的技術點,多數是在以前方案上小的改動,沒有多少創 造性。

標準人員為了完成績效,拼命把垃圾專利塞入標準,降低了整個系統的效率,這個問題在3GPP已經很明顯了。

SC-FDMA就是愛立信通過運作進入LTE標準的,獲得了標準必要專利,卻拉低了系統效率。我一直有個觀點,對于標準必要專利,需要參照最高水平的已有 非專利技術,超出的部分要給錢,如果沒有增益就不必給錢了。

這樣大家就不必費力費錢地把垃圾專利塞入標準,鼓勵真正的創新,有利于整個行業的發展。

4G 還有一個非常大的領域是MIMO,有開環和閉環方案。

開環方案有Alamouti和CDD,主要用于廣播信道。

Alamouti是經典技術,就不必說了;CDD存在比較大的缺陷,會被我提出的隨機波束賦形(random beamforming)技術所取代,論文已經發表在IEEE TVT上。

閉環方案從商用情況來看還不太理想,從技術上來看沒有比較重要的原理性創新,象碼本設計,秩的反饋等等,是比較慣用的技術手段。

高通在LTE上一直受挫。

首先LTE并沒有采用Flarion的快跳頻方案;在組網問題上逐漸收斂到了SFR;很要命的是,LTE決定不支持宏分集方案,就是把高通的軟切換專利網全部排除。

這都是在LTE的study item階段發生的,高通在開始階段就失去了所有的制高點,它在3G所建立的技術體系被摧毀。

這里面的原因,一方面,大家對高通恨得牙疼,指導思想就是去 高通化;另一方面,也是因為高通的技術確實不過硬。

如果技術確實強,大的技術倒退在3GPP發生的概率還是很小的,如Turbo碼和Alamouti碼就 在4G繼續使用。

這 里面其實還有一些不為外人所知的驚心動魄的故事。

高通有一個叫layeredfrequency reuse的專利和SFR非常象,并且時間要早半年,華為很多專家都知道這個專利。

當我第一次看到這個專利的時候非�；倚�,又被高通搶在前面了。

但是在我揣著一顆冰冷的心仔細地審視了這個專利之后,發現它存在無法彌補的嚴重缺陷,價值為零。

而且其公開日在SFR專利的優先權在之后,不能破壞SFR 的創造性。

我當時花了很長的時間才得出這個結論,現在想想手心還都是汗。

后來,高通在UMB里面采用了一個非常奇怪的頻率復用方案,可以推斷它們并沒有認識到這個技術方向的價值,從而導致出現如此低級的錯誤。而我是從理論上證明了SFR的增益。

后來我在微博里說:創新是一個窄門,窄到如白墻上的一道裂紋。

多數人只看到白墻,只有創新者才能通過那道窄門,發現別有洞天。

我的sOFDM專利在華為進行內部評審的時候,同事告訴我高通有一個相同的專利,不過這一次是比我晚了一個月。

既然比我晚我就不關心了, 有興趣的同學自己去找找看。

這是很正常的,因為我的R1-050824提案已經提交到了3GPP,雖然只是建議了系統參數,但是明眼人一眼就能看出應該如何進行專利保護。

高通緊隨其后申請了專利,也是寄希望我在專利布局上犯錯誤吧,就像奧運會上兩次脫靶的那個哥們。

高通在3G的時候何等榮光,當然清楚核心技術的作用,所以它在LTE-A上推動了eICIC,從時域進行干擾協調,制造了一些新名詞如Almost Blank Slot。

其實eICIC是對SFR的簡單拷貝,況且我早在2005年就已經把SFR在時域上的對應技術soft time reuse申請了專利,只不過沒有宣傳而已。

從技術人員的角度去看,時域和頻域是對偶的,大家都是通信資源,在時域適用的原理也同樣適用于頻域,如 Alamouti code在LTE里應用到頻域叫SFBC,調度在頻域里面進行叫頻選調度FSS,等等。

也就是說,我在LTE上三次阻擊了高通,高通在LTE上還沒有任何核心專利。

還是強調一下,我說的核心專利,指的是金字塔塔尖上的專利,不要把它庸俗化。

高通的整體研究能力是很強的,只不過核心專利是靠個人而不是靠整體獲得的。

這種核心專利,能看到的有SFR, sOFDM,SC-FDMA, Turbo code, Alam-outi code。前兩個都是我發明的,SC-FDMA技術并不好,只能往后排。

Turbo和Alamouti是史詩級的技術,但是專利已經過期或者快過期了。

從 這里可以看出,華為在LTE的核心專利上占有絕對領先的地位。

這個結論是經過十年的錘煉得出來的,本書當中都提供了具體可考的線索,歡迎大家質疑。

華為的研究工作在2002年起步,SFR/STR和sOFDM專利是在04/05年申請的,當時華為在研究工作上的管理水平還非常低,在價值判斷上出現了嚴重錯誤,這在科學史上并不鮮見。

在華為不做任何標準推動的情況下,這兩個技術依靠技術優勢自然生長,成為4G最核心的技術。

3GPP是一個角斗場,各大公司為了利益合縱連橫,但是真正核心的技術是超越政治的。近20年來,自主創新成為我國的國家戰略,國家耗費巨資打造了TD-SCDMA標準,成為3G三大 國際標準之一,具有里程碑意義。

但是TDS的產業化并不算成功,知識產權也受到了很多質疑。

如果用汽車做比喻的話,TDS是建成了一個汽車總裝廠,而發動 機、變速箱和懸掛系統還是別人的。

我一般不打愛國牌, 但是SFR/STR和sOFDM確實是我國在移動通信領域首次做出的發動機。

2014 年,中國4G市場啟動,華為公司已經成為No. 1的通信設備供應商,對研究創新也越來越重視。

2015年,發改委對高通的反壟斷調查落下帷幕,10億罰金,取消反向授權,許可費打65折,這是正確的方向。

但是高通對4G終端收取3.5和5個點的許可費用,遠遠超出其4G的專利實力，但是不明真相的廠家還是會被嚇住。

華為公司作為4G最核心專利的專利權 人,希望能夠有所作為,改變4G專利許可市場的格局。

展望5G

2012 年我離開華為專心寫《通信之道》,期間應邀到中國移動設計院做一個4G關鍵技術的報告。

在準備講稿的時候,我又一次對SFR進行了審視。

此時SFR已經提出9年了, 由于其形式極其簡單優美,包括我在內的所有人都認為它是ICIC的終極形式。

但是這個時候我突然想到,為什么只能夠有兩個功率等級呢?更多的等級是不是會 更好?在經過多次的失敗后,我終于意識到可以通過多個SFR方案組合而達到這個目的,這就是multi-level soft frequency reuse。

方案出來之后,第一件事情當然是申請專利,加上理論分析之后2014年11月在IEEECommunications Letters上發表。

結果表明,以同頻復用為基準,傳統的2級SFR可以提升小區邊緣容量147%,總體容量提升9.8%,而8級SFR可以提升小區邊 緣容量4倍,總體容量提升31%。要知道,這樣的增益完全是原理性的,不需要任何的資源投入,已經可以和Turbo碼匹敵了。

2014年,隨著4G的規模商用,5G成為熱點話題。

各國政府和大公司紛紛宣布了對5G的投資計劃,例如歐盟6億歐元,韓國和日本各15億美元,華為也宣布了6億 美元的投資計劃。

關于5G有很多熱點技術,如massive MIMO,small cell,NOMA,full Duplex,mm Wave,等等。

但是實際情況是,4G基本上耗盡了業界的知識儲備,目前的5G處于一個非常迷茫和混亂的狀態。

在2009年的IEEE VTC會議上有一個叫“Is the PHY Layer Dear?”的討論,幾個著名的學者認為無線通信技術的發展已經撞到墻了。

這幾個學者我認識其中的Robert Heath,是我的IEEE Senior Member推薦人。

要知道物理層是通信系統的基礎,PHY沒有發展就構不成一代。南開普敦大學的Hanzo教授說, 通信技術的發展依賴于出現另一個香農式的人物。

構建一代新的通信系統需要三個階段,第一是新的理論和關鍵技術,第二是制定標準,第三是產業化。

一般說來,先要有理論和關鍵技術,這是研究的任務。

比如說LTE標準所 用的關鍵技術當中,OFDM是1960年代發明的,MIMO是1995年,Turbo code 1993年,Alamouti code 1998年,SFR是最新的,2004年,只比LTE標準提前半年。

標準組織運用這些關鍵技術構建一個可工作的通信協議,雖然很多人喜歡稱之為標準研究, 但實際上屬于工程性質的工作,是寫在紙上的工程。

標準組織的人員是各大公司出錢養的,他們要推動標準不斷演進,不然就沒工作了。

在沒有技術儲備的情況下,他們也會矬子里面拔高個,給自己找活干。

實際上LTE在 Release 8之后就已經失去了方向,后續的LTE-A增加了兩個大的特性: 一個是載波聚合(Carrier Aggregation),一個是CoMP。

CA是通過資源的累加提高速率,完全是工程性的,又碰到了我的sOFDM專利;CoMP則完全不靠譜,太復 雜,不可能實用。

大家其實心里知道,這就是個飯碗, 不必太當真。

現在要搞5G,而鍋里早就沒有米了,拿什么做飯呢?

MIMO本身問題一大堆還沒解決,上百根天線更沒法弄;small cell根本就不用研究,WiFi就是;NOMA 在現有的理論框架內還有5%的提升空間,復雜度會提高很多;mm Wave 是以前不用的垃圾頻段,無法用于移動通信;而full Duplex則是偽科學。

所以在ML-SFR出來之后,我通過微博宣布,這是業界第一個可商用的5G技術,并且兼容4G。

對于未來的5G,我同意Hanzo教授的觀點,需要一次理論和技術的重大突破才有可能。

那么會不會有呢?

我知道會有的,而且會在三年內發生,因為這是我所需要的時間。

白墻上的那道細微的裂縫已經被發現,目前本來應該是高度保密的,但是受分享天性的驅使,我已經忍不住在本書當中透露了一些線索,看您能否發現, 或許可以搶在我的前面。

我們來賭一把。

開始動筆的時候把書名定為《通信之道》。

“道”在漢語里面有兩層意思,一是基本原理,二是道路。

現在看起來這兩層含義基本上實現了。

本書假定讀者是一位高中生,用400多頁的篇幅涵蓋了從微積分到5G的內容,只選取了那些最基礎最精華的部分,并按照讀者的思維發展順序行文,自成體系。

這就像是黃山的一條石階路,你沿著它走就能看到飛來石,迎客松這些最美麗的風景。只是還有很多非常好的內容還沒有寫,就只能等待后續的版本吧。