全面解析4G核心专利:高通强撑3G优势 国产华为崛起4G
直到有一天在西单的大马路上,我突然想到了复用3只适用于小区边缘,而小区内部应该采用全部频谱,这就是软频率复用方案了,赶紧申请了专利。后来的现场实验表明,SFR可以有效提升小区边缘容量,很多场景可以达到30%,有些场景甚至可以达到100%。
2004年11月,3GPP的LTE项目启动,提出了增强小区边缘速率的需求,而SFR技术恰好契合这个需求,就好像是因为华为有SFR专利而推动3GPP提出这个需求似的,其实推手另有其人。我将SFR技术完善了一下,补充了理论结果,在2005年5月的RAN1 41次会议上提出了SFR技术,提案号是R1-050507,这次会议是3GPP LTE的第一次技术会议。十年以后,SFR被广泛研究和应用,发展成为小区间干扰协调(ICIC)这一重要领域,学术界已经发表了近万篇文章。SFR推翻了高通和D. Tse所建立的同频复用的标杆,增强了频率复用这一蜂窝通信的基石概念,成为移动通信新的基础。
2005年8月份,针对LTE需要支持从1.25MHz到20MHz 6种带宽的需求,我在提出了提案R1-050824,建议统一6种带宽的采样率和FFT点数,提高产业的规模效应。并且建议用一个IFFT承载多个载波,在基带实现多载波的合路。这个方案可以叫做scalable OFDM,虽然极其简单,但是极大简化了发射机的结构,提高了产业的规模效应,也是LTE-A提出的载波聚合技术必须采用的方案,对LTE产业的影响是极其巨大的。可以说sOFDM是LTE最基础的OFDM专利,商业上的重要性甚至比SFR还要高,因为SFR是系统侧的,而此技术系统和终端都要使用。只是由于其过于简单,一点就透,没有什么研究空间,影响力没有SFR大。
采用OFDM作为多址技术是LTE的基调,地位太重要了,大家都来争夺。爱立信推动了SC-FDMA作为LTE的上行多址方案,它是OFDM的一种变体,主要的技术理由是能够降低峰均比,降低对终端功放的要求。 这个理由倒是成立的,但是后来的研究和实践表明,SC-FDMA所带来的对导频设计的负面影响,要超过它的带来的好处,其性能还不如OFDMA+简单的削波方案,也就是LTE的下行多址方案。
有一个阶段在“专利标准化”理念的指导下,大家都觉得只要进入标准的专利就是核心专利,其实蛮不是这么回事。 现在大家清楚了, 进入标准的专利叫标准必要专利,需要遵守FRAND原则,限制是比较多的。从近年来的美国法院的判例来看,标准必要专利的重要性在下降,禁售是判不了的,钱也赔得比以前少多了。 这里面的一个大的背景是通信已经发展到4G,创新已经很难。
虽然系统参数提高很多,但是专利都是一个个的技术点,多数是在以前方案上小的改动,没有多少创造性。标准人员为了完成绩效,拼命把垃圾专利塞入标准,降低了整个系统的效率,这个问题在3GPP已经很明显了。SC-FDMA就是爱立信通过运作进入LTE标准的,获得了标准必要专利,却拉低了系统效率。我一直有个观点,对于标准必要专利,需要参照最高水平的已有非专利技术,超出的部分要给钱,如果没有增益就不必给钱了。这样大家就不必费力费钱地把垃圾专利塞入标准,鼓励真正的创新,有利于整个行业的发展。
4G还有一个非常大的领域是MIMO,有开环和闭环方案。开环方案有Alamouti和CDD,主要用于广播信道。Alamouti是经典技术,就不必说了;CDD存在比较大的缺陷,会被我提出的随机波束赋形(random beamforming)技术所取代,论文已经发表在IEEE TVT上。闭环方案从商用情况来看还不太理想,从技术上来看没有比较重要的原理性创新,象码本设计,秩的反馈等等,是比较惯用的技术手段。
高通在LTE上一直受挫。首先LTE并没有采用Flarion的快跳频方案;在组网问题上逐渐收敛到了SFR;很要命的是,LTE决定不支持宏分集方案,就是把高通的软切换专利网全部排除。这都是在LTE的study item阶段发生的,高通在开始阶段就失去了所有的制高点,它在3G所建立的技术体系被摧毁。这里面的原因,一方面,大家对高通恨得牙疼,指导思想就是去高通化;另一方面,也是因为高通的技术确实不过硬。如果技术确实强,大的技术倒退在3GPP发生的概率还是很小的,如Turbo码和Alamouti码就在4G继续使用。
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