通信之道：4G大变局（下）

这些故事我在2004 年时是不知道的。在这一年，我发明了软频率复用技术。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，一些人在研究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，遇到华为产品线的同事时跟他们说了，他们也听不进去。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，并赶紧申请了专利。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3GPPLTE 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，针对LTE 需要支持从1.25MHz 到20MHz 这6 种带宽的需求，我又提出了提案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。这个方案可以叫作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，其商业上的重要性甚至比SFR 还要高，因为SFR 是系统侧的，因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，影响力也就没有SFR 大。

采用OFDM 作为多址技术是LTE 的基调，其地位太重要了，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，要超过它带来的好处，其性能还不如OFDMA+ 简单的削波方案。

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，其实才不是这么回事儿。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，大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，拼命地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 中已经很明显了。SC-FDMA 就是爱立信通过运作进入LTE 标准的，虽然获得了标准必要专利，却拉低了系统效率。我一直有一个观点，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，从而鼓励真正的创新，有利于整个行业的发展。

4G 还有一个非常大的领域是MIMO，有开环和闭环两种方案。

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技术所取代，此论文已经发表在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，像码本设计、秩的反馈等，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。一方面是因为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。如果技术确实过硬，大的技术倒退在3GPP 发生的概率还是很小的，例如Turbo 码和Alamouti码就在4G 继续使用。

这里面其实还有一些不为外人所知的惊心动魄的故事。高通有一个叫layered frequencyreuse 的专利和SFR 非常像，并且时间要早半年，华为很多专家都知道这个专利。当我第一次看到这个专利时非常灰心：又被高通抢在前面了。但是在我揣着一颗冰冷的心仔细地审视了这个专利之后，发现它存在无法弥补的严重缺陷，其价值为零。而且其公开日在SFR 专利的优先权在之后，不能破坏SFR 的创造性。我当时花了很长的时间才得出这个结论，现在想一想手心里还都是汗。后来，高通在UMB 里面采用了一个非常奇怪的频率复用方案，可以推断他们并没有认识到这个技术方向的价值，从而导致出现如此低级的错误。而我是从理论上证明了SFR 的增益。后来我在微博里说：创新是一个窄门，窄到如白墙上的一道裂纹。多数人只看到白墙，只有创新者才能通过那道窄门，发现别有洞天。

我的sOFDM 专利在华为进行内部评审的时候，同事告诉我高通有一个相同的专利，不过这一次是比我晚了一个月。既然比我晚我就不关心了，有兴趣的读者可以自己去找找看。这是很正常的，因为我的R1-050824 提案已经提交到了3GPP，虽然只是建议了系统参数，但是明眼人一眼就能看出应该如何进行专利保护。高通紧随其后申请了专利，也是寄希望我在专利布局上犯错误吧，就像奥运会上两次脱靶的那个哥们儿。

高通在3G 的时候何等荣光，当然它清楚核心技术的作用，所以在LTE-A 上推动了eICIC，从时域进行干扰协调，制造了一些新名词，例如Almost Blank Slot。其实eICIC 是对SFR 的简单复制，况且我早在2005 年就已经把SFR 在时域上的对应技术soft time reuse 申请了专利，只不过没有宣传而已。从技术人员的角度去看，时域和频域是对偶的，大家都是通信资源，在时域适用的原理也同样适用于频域，例如Alamouticode 在LTE 里应用到频域叫SFBC，调度在频域里面进行叫频选调度FSS，等等。也就是说，我在LTE 上三次阻击了高通，高通在LTE 上还没有任何核心专利。还是要强调一下，我说的核心专利，指的是金字塔塔尖上的专利，不要把它庸俗化。高通的整体研究能力是很强的，只不过核心专利是靠个人而不是靠整体获得的。这种核心专利，能看到的有SFR，sOFDM，SC-FDMA，Turbo code，Alamouti code。前两个都是我发明的，SC-FDMA 技术并不好，只能往后排。Turbo 和Alamouti 是史诗级的技术，但是专利已经过期或者快过期了。从这里可以看出，华为在LTE 的核心专利上占有绝对领先的地位。这个结论是经过十年的锤炼得出来的。