在4G標(biāo)準(zhǔn)的爭奪戰(zhàn)中,逐步形成了四大陣營(排名不分先后):
華為、中興、大唐為代表的第一陣營
以愛立信、諾基亞、阿郎為代表的第二陣營
以Intel、IBM、北電、摩托羅拉為代表的第三陣營
以高通高通為代表的第四陣營。
一山難容二虎。
高通不愿放棄CDMA技術(shù)積累,轉(zhuǎn)向新的陌生領(lǐng)域,而Intel、IBM等巨頭因高通對CDMA技術(shù)的壟斷,顯然不愿意從CDMA技術(shù)演進新的標(biāo)準(zhǔn),始終無法達成統(tǒng)一意見,導(dǎo)致北美陣營一分為二,各搞一個標(biāo)準(zhǔn)。
說的好聽,研發(fā)兩個通信標(biāo)準(zhǔn)是實現(xiàn)雙保險;說的不好聽一點是重復(fù)研發(fā)、力量分散、各自為戰(zhàn),沒能形成合力,有被各個擊破的風(fēng)險。
與此同時,中國和歐洲卻達成協(xié)議,通力合作。最終,[
注冊香港公司好處]通力合作的中歐陣營擊敗了禍起蕭墻的北美陣營,在3G時代被高通敲骨蝕髓后,在4G時代實現(xiàn)大逆轉(zhuǎn)。
一、LTE和中歐通信廠商的反擊
OFDM技術(shù)原型雖然出現(xiàn)于60——70年代,但是其潛力一直沒有被開發(fā)。
中歐通信人士遂決定以O(shè)FDM技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)新一代通信標(biāo)準(zhǔn)。但是,剛剛換完3G通信設(shè)備的運營商剛剛大出血,你又弄一個4G通信標(biāo)準(zhǔn),運營商非被你刺激出心臟病不可。
而且當(dāng)時運營商養(yǎng)成了對CDMA技術(shù)的迷信,你一下子把底層技術(shù)都換了,怕運營商接受不了,新的4G通信設(shè)備賣不出去,于是中歐通信人玩了個文字游戲,不叫4G標(biāo)準(zhǔn),而是叫3G技術(shù)長期演進,也就是LTE(Long Term Evolution),而FDD和TDD是LTE的兩個分支,TDD和FDD百分之九十的標(biāo)準(zhǔn)專利是相同的。
1、TDD和FDD區(qū)別
最核心的區(qū)別是TDD繼承了TDS的時分雙工機制。而FDD是頻分雙工機制。
FDD是頻分雙工。運行時,需要兩條頻率,一條上傳,一條下載,而且兩條頻率的頻率還有一定要求,被稱之為對稱頻率,若達不到對稱頻率就不能發(fā)揮FDD的最大理論速度。
對稱頻率對運營商所持有的頻率要求很高,特別是國外的中小運營商,基本不具備對稱頻率。
在日常使用中,下載和上傳的數(shù)據(jù)量往往不是1:1,而是N:1。
根據(jù)這個現(xiàn)象,中國通信人將TDS的時分雙工延續(xù)到TDD上,就是同一條頻率,執(zhí)行上傳和下載,實現(xiàn)頻率資源的充分利用。
具體方式是1個時間間隙上傳,1個時間間隙下載,用保證時間來分離接收與傳送信道,而且還會根據(jù)上傳和下載的數(shù)據(jù)流量,調(diào)整上傳和下載的時間間隙。
TDD的優(yōu)點:
一是頻率資源充分利用。
FDD對頻率要求很高,必須是對稱頻率。而TDD對頻率沒有要求,因此頻率利用率高,很多高頻率也可以被利用起來。
二是運營成本低。
TDD對頻率沒有太多要求,而FDD必須要對稱頻率才能發(fā)揮出最高效能,國內(nèi)頻率由工信部劃撥,電信聯(lián)通用FDD不肉痛;
國外運營商買頻率價格非常貴,對稱頻率的價格就更貴,而使用TDD的話,只需要價格較低的垃圾頻率,卻能實現(xiàn)流量加載翻倍,簡直就是國外囊中羞澀的中小運營商的福音。
三是適合人口高密度區(qū)使用。
因為FDD上行頻率幾乎是閑置的,而下載流量完全擁堵在下載的那根頻率上,而TDD的兩條頻率可以同時執(zhí)行流量下載,而FDD 300M的理論極限速度幾乎是不可能達到的。
在實際使用中,同樣的頻率使用TDD能承擔(dān)的數(shù)據(jù)流量幾乎是FDD的2倍。
TDD的缺點:
一是在擁有對稱頻率的情況下,理論極限速度不如FDD。
但在日常使用中,極限速度300M和220M幾乎沒有區(qū)別,實際上極限網(wǎng)速42M的WCDMA都完全滿足日常使用需求了。
二是因為電信擁有800Mhz頻率,而移動TDD分到的大多是高頻頻率,所以覆蓋范圍會不如FDD,對此,中移動的解決方式是——2014年建成72萬個TDD基站,2015年再建至少50萬TDD基站,同時對舊有的TDS基站進行升級……
事實上,TDD和FDD各有側(cè)重,無所謂優(yōu)劣,中國主推TDD,主要是因為TDD更加適合中國的國情——人口數(shù)量龐大,東南沿海地區(qū)和中西部中心城市人口高度密集。
2、TDD是不是中國標(biāo)準(zhǔn)?
TDD和FDD都屬于LTE,是中國和歐洲聯(lián)手對美國的反擊,百分之九十標(biāo)準(zhǔn)專利相同,中國在TDD領(lǐng)域擁有的標(biāo)準(zhǔn)專利比FDD標(biāo)準(zhǔn)專利要更多一些。
因此,中移動為了搶占“中國標(biāo)準(zhǔn)”的道德和輿論制高點,宣傳TDD是中國標(biāo)準(zhǔn),將TDD打上中國標(biāo)簽,進而含沙射影地將FDD打上外國標(biāo)簽,這種做法是值得商榷的。
準(zhǔn)確地說,LTE是中國和歐洲以及部分北美廠商共同努力的結(jié)果,并非一國所獨有。
事實上,LTE相當(dāng)大一部分的標(biāo)準(zhǔn)專利掌握在中國通信廠商手中,而TDS的時分雙工機制也在TDD中發(fā)揚光大。
可以說中歐攜手研發(fā)LTE,使中國廠商在中國際通信領(lǐng)域從3G時代的跟隨者,變成了4G時代的參與者。
3、為什么中國要和歐洲合作制定標(biāo)準(zhǔn),而不是像TDS那樣,自己玩自己的?
一是在通信4G標(biāo)準(zhǔn)制定之初,中國通信廠商并沒有現(xiàn)在的地位和實力,當(dāng)時愛立信、諾基亞、阿卡等都實力不俗。而現(xiàn)在除了愛立信,都是失敗者同盟。
二是在審核是否納入標(biāo)準(zhǔn)專利的時候,其實很多時候是條條大路通羅馬的,多個解決方案能達到同一個效果。
在非不可替代的、僅此唯一的解決方案的情況下,在兩個解決方案能達到同樣效果的時候,采用華為申報的專利作為標(biāo)準(zhǔn)專利還是愛立信申報的專利為標(biāo)準(zhǔn)專利,完全看國際電聯(lián)審核人員的心情(背后還是大國國力博弈),而國際電聯(lián)被歐美把持。
中國在當(dāng)中話語權(quán)非常弱,這時候就必須聯(lián)合歐洲力量,做利益交換,互幫互助把美國廠商提交的標(biāo)準(zhǔn)專利盡可能地排擠出去。
三是世界上本沒有路,走的人多了就成了路。
中國聯(lián)合歐洲,大量廠商參與一起做LTE,就避免了TDS的尷尬——雖然標(biāo)準(zhǔn)先進,但是因為做的廠家少,力量弱,導(dǎo)致TDS技術(shù)不成熟,加上劃分給TDS的大多是高頻率,使得TDS實際體驗差。
而中歐合力之后,走的人多了,TDD和FDD標(biāo)準(zhǔn)制定和技術(shù)成熟速度遠遠快于美國主導(dǎo),加拿大、日本、韓國、臺灣參加的WIMAX標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果更成熟的LTE把技術(shù)上不成熟的WIMAX給坑死了!
二、WIMAX流產(chǎn)與通訊標(biāo)準(zhǔn)爭奪失敗后通訊產(chǎn)業(yè)的悲劇
前文說到,在3G時代,高額授權(quán)費、高通稅和反專利授權(quán)引起了通訊廠商的眾怒,中國和歐洲通訊廠商決定,以后再也不和高通一起玩了。
具體的做法是:繞開CDMA,直接從OFDM技術(shù)為基礎(chǔ)做起,攜手打造LTE。
于此同時,北美Intel、IBM、摩托、北電等巨頭也攜起手來,打造自己的WIMAX標(biāo)準(zhǔn)。
WIMAX是什么?
Worldwide Interoperability for Microwave Access,即全球微波互聯(lián)接入。
是一項新興的寬帶無線接入技術(shù),能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接,具有傳輸速率高、帶寬大等優(yōu)點。
最通俗的理解,WIMAX好比Wi-Fi的威力加強版,可以像移動通信的基站一樣提供無線接入服務(wù)。
WIMAX技術(shù)主導(dǎo)者是INTEL、IBM、摩托、北電以及北美一些運營商,共同注資近40億美元開發(fā)該項技術(shù)。
WIMAX技術(shù)主導(dǎo)者是INTEL、IBM、摩托、北電以及北美一些運營商,共同注資近40億美元開發(fā)該項技術(shù)。
在擁有技術(shù)開發(fā)者和開發(fā)經(jīng)費后,那么現(xiàn)在還有一個問題,那就是沒有頻率。前面說了,全球統(tǒng)一頻率劃分是由國際電信聯(lián)盟負(fù)責(zé)的,而且必須申請國際通訊標(biāo)準(zhǔn)后才能得到全球頻率。因此如果不把WIMAX擠進國際通訊標(biāo)準(zhǔn),WIMAX就是僅僅只能是存在于紙面上的技術(shù)。3G標(biāo)準(zhǔn)提交的截止時間是1998年6月30日, 9年之后,美國成功讓國際電聯(lián)召開專題會議,將WIMAX接納為第四個3G通訊標(biāo)準(zhǔn),并分配到了全球頻率。
人家美帝,不服不行!
美國對外宣傳這是劃時代的顛覆性技術(shù),Intel更是宣稱WIMAX芯片比傳統(tǒng)3G芯片便宜10倍, 2007年左右WIMAX的研究論文呈井噴之勢,美國的鐵桿盟友和附庸聞風(fēng)而動,加拿大北電將傳統(tǒng)3G業(yè)務(wù)賣給
法國阿爾卡特,一心搞WIMAX。亞洲日本、韓國、臺灣這些美國馬仔更是爭相表忠心,整個東南亞、大洋洲也緊隨WIMAX腳步。
WIMAX前景一片大好!
但峰回路轉(zhuǎn)、樂極生悲。
在中國和歐洲聯(lián)手一心搞LTE的情況下,WIMAX技術(shù)成熟度大幅落后于LTE,導(dǎo)致使用體驗差,手機從一個WIMAX站點向另一個WIMAX站點移動時,存在信號切換問題。
澳大利亞最早部署WIMAX的運營商老總在國際會議上痛罵WIMAX,說室內(nèi)覆蓋在區(qū)區(qū)400米就不行了,時延高達1000毫秒。
2010年,WIMAX標(biāo)準(zhǔn)的最大支柱INTEL撐不住了,宣布解散WIMAX部門。
隨后,賣掉傳統(tǒng)3G業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向WIMAX的加拿大北電破產(chǎn)了。
隨后更沒節(jié)操的事情發(fā)生了,正如小品里一句經(jīng)典臺詞“你這個濃眉大眼的家伙也叛變了!”
全球最大的WIMAX服務(wù)提供商美國Clearwire公司的業(yè)務(wù)重心也由WIMAX轉(zhuǎn)向了TDD,2011年9月宣布與中國移動達成合作伙伴關(guān)系,共同推進基于TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品與設(shè)備開發(fā)。
全世界都驚呆了。
日本反應(yīng)最快,從WIMAX轉(zhuǎn)向TDD轉(zhuǎn),[
瑞豐注冊香港公司]韓國也緊隨其后。而臺灣因為前期投入太大,難以掉頭,在2010年INTEL退出WIMAX后,又堅持了2年。運營商想掉頭,但是臺當(dāng)局規(guī)定只有完成WIMAX覆蓋率達到70%時,才可申請向LTE轉(zhuǎn)換,這可是把運營商往死里整!
2012年時候六家運營商的WIMAX用戶只有不足15萬……因為押寶WIMAX失誤,給臺灣造成了巨額經(jīng)濟損失,更要命的是因為通訊技術(shù)路線選擇錯誤,整個通訊產(chǎn)業(yè)悲劇了!
三、LTE與陰魂不散的高通
前文說了,因為高通專利流氓、業(yè)界毒瘤的本性,小伙伴們都不和他一起玩了,中歐廠商放棄了從CDMA演進新通訊標(biāo)準(zhǔn)的想法,決定從OFDM開始玩LTE!
因高通專利流氓的本性,加上WCDMA的前車之鑒,INTEL、IBM、摩托、北電顯然不愿意從近乎被高通壟斷的CDMA演進新通訊標(biāo)準(zhǔn),轉(zhuǎn)而帶著日韓臺馬仔玩WIMAX。
高通成了孤家寡人,同時高通發(fā)現(xiàn),因CDMA自干擾的弱點,從CDMA演進UMB要比從OFDM發(fā)展出一代通訊標(biāo)準(zhǔn)更加困難,商業(yè)化成本更高。
面對中(華為、中興、大唐)—歐(愛立信、諾基亞、阿郎)聯(lián)軍強大的研發(fā)能力,高通若要獨自研發(fā)難度更大、商業(yè)化成本更高的新標(biāo)準(zhǔn)顯然不可與中歐聯(lián)軍的LTE匹敵。
于是高通果斷放棄了從CDMA演進UMB的計劃,參與LTE。
黨內(nèi)無派千奇百怪,有人的地方就有江湖,而高通研發(fā)體系中,是CDMA派系占絕對統(tǒng)治地位,研究OFDM的專家不受待見,要么轉(zhuǎn)行研究CDMA,要么自己走人。
因此,高通在OFDM領(lǐng)域技術(shù)積累薄弱。面對這種情況,高通一方面重金收購獲取技術(shù)。
比如耗資8億美元收購Flarion公司,獲取185項關(guān)于無線資源控制、基帶信號處理、分組報文技術(shù)、芯片、硬件、電路設(shè)計、天線技術(shù)項的專利。另一方面大力研發(fā),提升專利積累。
那么高通在LTE標(biāo)準(zhǔn)體系中到底處于什么地位?
一個企業(yè)乃至一個國家在LTE領(lǐng)域的地位往往取決于其占有的LTE標(biāo)準(zhǔn)專利的數(shù)量和質(zhì)量,占有的標(biāo)準(zhǔn)專利數(shù)量越多,所處的地位就越高,特別是底層技術(shù)和那些大幅提升系統(tǒng)效率的專利技術(shù)就更加具有價值。
事實上,高通在LTE上飽受挫折,相較于高通在3G時代的霸主地位,在4G時代高通擁有的標(biāo)準(zhǔn)專利無論是在數(shù)量上,還是在質(zhì)量上都大幅下降,導(dǎo)致這個結(jié)果有以下2個原因:
一是3G時代大家都對高通恨之入骨!指導(dǎo)思想就是去高通化!千方百計的將高通提交的專利技術(shù)排擠出去。
舉例來說, LTE不支持宏分集方案,等于是把高通的軟切換專利網(wǎng)全部排除;
沒有采用高通提交的Flash- OFDM技術(shù);采納中國提交的sOFDM方案實現(xiàn)載波聚合;
組網(wǎng)上采取了中國提交的SFR軟頻率復(fù)用技術(shù),SFR推翻了高通的同頻復(fù)用技術(shù)標(biāo)桿,成為移動通信新的基石。
二是高通自己技術(shù)不過硬,在OFDM中沒有研發(fā)出不可替代的專利技術(shù)。
而3G時代的專利技術(shù)也不夠強,被更先進的技術(shù)取代。
與之相反的是Turbo碼和Alamouti碼這些3G時代的技術(shù),因為很牛,所以在4G時代依舊被繼續(xù)使用。
高通在4G時代的地位下降的同時,中國廠商在4G時代的地位穩(wěn)步上升,相信這也是發(fā)改委敢于對高通提起反壟斷取消了反專利授權(quán)、降低專利許可費、禁止高通就過期專利收取專利費以及開出10億美元罰單的底氣所在。
反壟斷后沒有取消而是降低高通稅,想必是一系列國力博弈和利益交換的結(jié)果。
四、5G技術(shù)究竟如何?
5G,顧名思義是第五代通信技術(shù)。
一方面能為用戶在住宅區(qū)、學(xué)校、辦公室、廣場、地鐵、高鐵和廣大農(nóng)場地區(qū)提供更快的網(wǎng)速和更好的信號;
另一方面還將滲透到物聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療儀器、交通工具、家用電器和手持通訊終端的深度融合,將“萬物互聯(lián)”變?yōu)楝F(xiàn)實。
雖然在上海舉行的2015世界移動通信大會上,除華為發(fā)布了SCMA和F-OFDM技術(shù)外,高通、愛立信等公司沒有帶來太多亮點,但中國信息通信研究院已經(jīng)確定了中國5G技術(shù)的大致發(fā)展方向。
5G通信技術(shù)可分為無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩方面,在無線技術(shù)領(lǐng)域,大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址和全頻譜接入等技術(shù)是5G無線技術(shù)的發(fā)展方向;
在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中接入云、控制云和轉(zhuǎn)發(fā)云是是未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向。
簡單地介紹上述技術(shù):
大規(guī)模天線陣列:在現(xiàn)有多天線的基礎(chǔ)上通過增加天線數(shù),可支持?jǐn)?shù)十個獨立的空間數(shù)據(jù)流,實現(xiàn)用戶系統(tǒng)的頻譜效率大幅提升。
大規(guī)模天線陣列應(yīng)用于5G需解決信道測量與反饋、參考信號設(shè)計、天線陣列設(shè)計、低成本實現(xiàn)等關(guān)鍵問題。
超密集組網(wǎng):通過增加基站部署密度,可大幅提升頻率復(fù)用效率,在局部熱點區(qū)域?qū)崿F(xiàn)百倍量級的容量提升。干擾管理與抑制、小區(qū)虛擬化技術(shù)、接入與回傳聯(lián)合設(shè)計等是超密集組網(wǎng)的重要研究方向。
新型多址技術(shù):通過發(fā)送信號在空、時、頻、碼域的疊加傳輸來實現(xiàn)多種場景下系統(tǒng)頻譜效率和接入能力的顯著提升。此外,新型多址技術(shù)可實現(xiàn)免調(diào)度傳輸,將顯著降低信令開銷,縮短接入時延,節(jié)省終端功耗。
全頻譜接入:通過有效利用各類移動通信頻譜(包含高低頻段、授權(quán)與非授權(quán)頻譜、對稱與非對稱頻譜、連續(xù)與非連續(xù)頻譜等)資源來提升數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)容量。信道測量與建模、低頻和高頻統(tǒng)一設(shè)計、高頻接入回傳一體化以及高頻器件是全頻譜接入技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)。
接入云:支持多種無線制式的接入,融合集中式和分布式兩種無線接入網(wǎng)架構(gòu),適應(yīng)各種類型的回傳鏈路,實現(xiàn)更靈活的組網(wǎng)部署和更高效的無線資源管理。
控制云:實現(xiàn)局部和全局的會話控制、移動性管理與服務(wù)質(zhì)量保證,并構(gòu)建面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)能力開放接口,從而滿足業(yè)務(wù)的差異化需求并提升業(yè)務(wù)的部署效率。
轉(zhuǎn)發(fā)云:基于通用的硬件平臺,在控制云高效的網(wǎng)絡(luò)控制和資源調(diào)度下,實現(xiàn)海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的高可靠、低時延、均負(fù)載的高效傳輸。
5G通信有什么特點?
一是連續(xù)廣域覆蓋。
在偏遠山區(qū)、地下車庫、高速移動狀態(tài)下,以保證用戶的移動性和業(yè)務(wù)連續(xù)性為目標(biāo),為用戶提供100Mbps以上的高速業(yè)務(wù)體驗。
二是熱點高容量。
在人口密集區(qū)為用戶提供1Gbps用戶體驗速率和10Gbps峰值速率;在流量熱點區(qū)域,可實現(xiàn)每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度。
三是低功耗大連接。
在保證終端的超低功耗和超低成本的前提下,面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景,提供具備超千億網(wǎng)絡(luò)連接的支持能力,滿足100萬/km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求。
四是低時延高可靠。
主要面向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求,為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證。
寫在后面
制定全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)已成為業(yè)界共同的呼聲,國際電聯(lián)已啟動了面向5G標(biāo)準(zhǔn)的研究工作,并明確了工作計劃:2015年將完成5G國際標(biāo)準(zhǔn)前期研究,2016年將開展5G技術(shù)性能需求和評估方法研究,2017年年底將啟動5G候選方案征集,2020年年底完成標(biāo)準(zhǔn)制定。
目前,國內(nèi)的中國信息通信研究院、中國移動、中國電信、華為、中興、大唐等機構(gòu)、公司正攜手開發(fā)5G通信技術(shù)。
隨著中國通信產(chǎn)業(yè)日益強大,中國在全球5G通信標(biāo)準(zhǔn)的制定中的地位也水漲船高,在國際標(biāo)準(zhǔn)制定過程中的話語權(quán)也愈發(fā)響亮。