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全面解析4G核心专利:高通强撑3G优势 国产华为崛起4G

2015-03-14 08:42
来源: C114

  但是高通有大把的银子,可以买饭来吃。美国是一个创新型的国家,各种技术初创公司层出不穷。有一个公司叫Flarion,就是研究用OFDM做移动通信的,它们开发的系统叫做Flash-OFDM,翻译成中文可以叫做"一闪一闪的OFDM"。高通公司相中了Flarion,于2006年用8亿美金收入囊中,当然是冲着它的专利去的。一时间媒体舆论大哗,高通又垄断了OFDM的核心专利,大家又要为高通打工了。其实媒体并不懂技术,咋就得出这个结论呢?媒体的逻辑很简单:高通又不是傻子,如果没有核心专利,干嘛花8亿美金啊? 这种由果及因的推理方法其是是蛮不靠谱的。人家柯达几百亿地赚,你以为是傻子么?还不是照样倒闭了。

  前面已经介绍了,OFDM并不是新技术,链路技术框架已经在1980年代就基本完备了。它已经用于ADSL和DVB,ADSL就是一个链路,DVB虽然需要组网,但是所有天线发射相同信号,本质上也只是链路技术。现在要用于移动通信,需要解决组网问题,这和高通在CDMA上需要解决的问题是相同的。Flash-OFDM是Flarion的商标,脸面上的东西当然就是最得意的东西,这个一闪一闪的Flash,就是Flarion解决OFDM用于移动通信的组网方案。

  OFDM的中文名称是正交频分复用。既然是频分复用,本质上就是FDMA了,这是第一代移动通信的多址技术,大家都是清楚的。就是因为清楚这个,FDMA的弱点也成为对OFDM的担心。FDMA要采用比较大的复用因子,而CDMA凭借同频复用统一了3G的天下,OFDM要怎么办呢?Flarion提出了快跳频的OFDM方案,现在归类于干扰随机化方案。

  一个OFDM载波被划分成了很多个很窄的子载波,有些子载波上的功率大,对相邻小区的干扰就大;有些功率小或者没有使用,干扰就小或者无干扰。但是在频率复用的设计上要照顾到最坏的情况,就要求使用比较大的复用因子,降低了系统的频谱效率。而CDMA技术通过扰码的随机性使得干扰比较平均,所以实现了同频复用。受CDMA的启发,通过快速的跳频也可以使得OFDM系统的干扰平均化,这样就不必照顾最差的情况,而按照平均情况进行频率复用方案的设计,从而实现同频复用。

  解决了OFDM同频复用的问题,Flarion应该是非常得意的,所以把这个方案作为自己的技术商标。高通也是看中了这个,才肯出那么高的价钱。更为关键的是,采用了干扰平均化的思想后,高通的软切换技术还可以继续在LTE当中应用,这可是高通的命根子。

  有人可能会很奇怪,为什么这么凑巧,Flarion开发的技术这么对高通的脾气?这是因为在3G时代高通的CDMA已经一统江湖,其大杀器就是同频复用。Viterbi先生说,由于CDMA复用效率高,使得其频谱效率是AMPS的20倍,这可真是把小伙伴们都吓傻了。还有另外一位厉害的角色叫做David Tse,是加州伯克利的教授,他继承了信息论鼻祖Claude Shannon的衣钵,是信息论的第三代掌门。

  在其名着《无线通信基础》当中,他用信息论证明了同频复用的效率最高。这样,同频复用就成了移动通信的标杆,是没有人敢于怀疑的。然而同频复用并不是专利技术,高通在此基础之上建立了软切换技术,成为了CDMA最基础的专利。Flarion的Flash-OFDM,也是建立在同频复用的基础上的,所以才和高通的技术体系如此匹配。

  这些故事我在2004年的时候是不知道的。在这一年,我发明了软频率复用(softfrequency reuse)技术。在这之前,我做了很长时间的TD-SCDMA的研究,我的频域联合检测算法就是在这个阶段提出的。那个时候,TDS因为采用短扩频码而被指责无法实现同频复用。而我已经相信,由于采用了联合检测技术,TDS应该采用复用因子3而不是同频复用,原因是联合检测消除了小区内部干扰,邻区干扰成为主要矛盾,通过较大的复用因子可以极大降低邻区干扰,从而提高频谱效率。2007年Wimax开始了, 一些同事在研究OFDM,我知道OFDM和TDS的复用方案应该是相同的,但是复用3也不是什么专利,遇到产品线的同事跟他们说一声,他们也听不进去。

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