TDD技術(shù)給5G關(guān)鍵技術(shù)帶來了什么

剛剛過去的6月30日，是一個(gè)值得紀(jì)念的日子。20年前的這一天，1998年6月30日，中國正式向國際電信聯(lián)盟提交擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA作為第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的候選標(biāo)準(zhǔn)。2000年該標(biāo)準(zhǔn)被國際電信聯(lián)盟接受。

這是我國首次提出并被國際認(rèn)可的完整的通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，對改變當(dāng)時(shí)我國移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)落后的狀況，提高移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和核心競爭力具有十分重要的意義。此后20年，經(jīng)過3G TD-SCDMA、4G TD-LTE的發(fā)展，我們移動(dòng)通信行業(yè)整體實(shí)力提升，從追趕世界水平發(fā)展到與世界水平并肩而行。在5G標(biāo)準(zhǔn)制定中，我國企業(yè)提出的標(biāo)準(zhǔn)提案占總量的30%以上，TDD技術(shù)在5G關(guān)鍵技術(shù)，如大規(guī)模天線、超密集組網(wǎng)、高頻段通信中優(yōu)勢明顯。

1998年，中國向國際標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP提出自己的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA，這是中國希望打破當(dāng)時(shí)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)格局的一次大膽嘗試。在2G時(shí)期，全球移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，一個(gè)是歐洲主推的GSM，另一個(gè)是美國高通主推的CDMA標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時(shí)我國的通信設(shè)備制造業(yè)剛剛起步，技術(shù)力量薄弱。當(dāng)時(shí)中國通信市場上的技術(shù)、產(chǎn)品、設(shè)備、終端、芯片、儀器儀表等設(shè)備幾乎全被諾基亞、朗訊、摩托羅拉、飛利浦、愛立信、高通等所壟斷，中國企業(yè)在國內(nèi)設(shè)備市場僅占5%-10%的份額。在2G上，中國企業(yè)支付的專利費(fèi)達(dá)數(shù)千億元，采購GSM進(jìn)口設(shè)備5000億元。

而另一方面，從1997年到2000年，中國的移動(dòng)通信用戶在飛速增長，3年間用戶總量增長3倍多，2002年，中國已經(jīng)成為全球最大的移動(dòng)通信市場，而核心技術(shù)與產(chǎn)品“兩頭在外”。

移動(dòng)通信是標(biāo)準(zhǔn)先行，一代標(biāo)準(zhǔn)大約有十年的商用期。在3G標(biāo)準(zhǔn)開始征集時(shí)，中國提出自己的3G標(biāo)準(zhǔn)，就是希望采用國際通行規(guī)則，打破原有產(chǎn)業(yè)格局，帶動(dòng)我國移動(dòng)通信發(fā)展水平的整體提升。

2009年，TD-SCDMA作為我國主導(dǎo)的3G國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)獲得商用，是實(shí)質(zhì)撬動(dòng)整個(gè)移動(dòng)通信格局的十分關(guān)鍵的第一個(gè)楔子。為了把這個(gè)楔子打成功，中國放棄了只在編碼上有創(chuàng)新的LAS-CDMA技術(shù)，而是提出TD-SCDMA這樣一個(gè)系統(tǒng)性的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)橐粋€(gè)系統(tǒng)性的標(biāo)準(zhǔn)，能夠帶動(dòng)一條產(chǎn)業(yè)鏈。

作為推動(dòng)TD產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的平臺(tái)——TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，成員由最初的7家發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有100多家，已經(jīng)覆蓋了產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)，帶動(dòng)了幾百家企業(yè)加入供應(yīng)鏈，包括大唐移動(dòng)、華為、中興、普天等設(shè)備企業(yè)，聯(lián)芯科技、海思、展訊等芯片企業(yè)，中創(chuàng)信測、創(chuàng)遠(yuǎn)等測試儀表企業(yè)，我國移動(dòng)通信首次實(shí)現(xiàn)了從“無芯”到“有芯”的突破。

在TD-SCDMA這個(gè)楔子的基礎(chǔ)上，中國建立起商用市場，培養(yǎng)了基于TDD模式的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，中國才能接著打進(jìn)第二個(gè)楔子TD-LTE，TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)窃赥D-SCDMA基礎(chǔ)上的進(jìn)一步壯大，愛立信、諾基亞、高通都進(jìn)入這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中。目前第三個(gè)楔子——5G正處于技術(shù)測試驗(yàn)證中，而現(xiàn)在無論歐美還是日韓的運(yùn)營商、設(shè)備商和研究機(jī)構(gòu)開展的原理性驗(yàn)證工作，大都基于TDD模式展開。

如今，在全球移動(dòng)通信格局中，中國能夠占據(jù)一席之地，不僅僅因?yàn)槭袌隹臻g大，更因?yàn)榧夹g(shù)實(shí)力、產(chǎn)品競爭力取得了長足進(jìn)步，歐洲、美國、以中國為主的東亞地區(qū)，三方通信力量形成鼎立之勢。

TD-SCDMA是在我國通信產(chǎn)業(yè)整體力量還顯薄弱之時(shí)提出來、并得到國際認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)。TD-SCDMA在與其他3G國際標(biāo)準(zhǔn)的競爭中發(fā)展起來，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商用化中逐步成熟起來的，是以政府為主導(dǎo)、企業(yè)為主體、應(yīng)用為導(dǎo)向展開創(chuàng)新的，TD-SCDMA堪稱我國新時(shí)期創(chuàng)新的典范。

TD-SCDMA走出了一條“政產(chǎn)學(xué)研用”有機(jī)結(jié)合的自主創(chuàng)新之路。在TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中，政府有效發(fā)揮了主導(dǎo)作用，通過頻率規(guī)劃、項(xiàng)目引導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)資金的啟動(dòng)，為TD-SCDMA的發(fā)展?fàn)I造了良好的宏觀環(huán)境。企業(yè)充分發(fā)揮了創(chuàng)新主體的作用，投入人力、物力、財(cái)力，針對技術(shù)、產(chǎn)品難點(diǎn)集中攻關(guān)，將一個(gè)新技術(shù)體系一步步落實(shí)到具體的解決方案和產(chǎn)品中。學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)在重大技術(shù)環(huán)節(jié)、產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)突破中發(fā)揮了重要的助力作用，在驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)能力、攻克產(chǎn)業(yè)難點(diǎn)中發(fā)揮出重要作用。運(yùn)營商在TD-SCDMA的商用化中，努力降低應(yīng)用門檻、提高用戶使用體驗(yàn)，TD-SCDMA用戶最高時(shí)達(dá)到2億多。應(yīng)用是對一個(gè)技術(shù)最大的支持，在應(yīng)用中TD-SCDMA技術(shù)進(jìn)一步成熟，在TD-SCDMA中成熟起來的智能天線技術(shù)，現(xiàn)在是5G的基礎(chǔ)技術(shù)。

TD-SCDMA走出了一條以產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為自主創(chuàng)新平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展關(guān)鍵載體之路。2002年10月，在有關(guān)部門的大力支持和推動(dòng)下，由大唐電信集團(tuán)等8家企業(yè)自發(fā)組成的TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，該聯(lián)盟也是目前所有產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中出現(xiàn)最早、運(yùn)作最成功的一個(gè)。TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟之所有獲得成功，關(guān)鍵是在聯(lián)盟內(nèi)部形成了專利共享、共同開發(fā)、協(xié)同組織的機(jī)制。產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立以后，有效地解決了產(chǎn)業(yè)發(fā)展中面臨的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、共有技術(shù)和測試平臺(tái)的建設(shè)等問題，大大降低了企業(yè)進(jìn)入門檻，帶動(dòng)了更多企業(yè)進(jìn)入這一產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟還加速了系統(tǒng)與芯片、終端間的密切合作，創(chuàng)造性地通過合作變產(chǎn)業(yè)鏈上下游串行為并行開發(fā)，大大加快了TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化的整體進(jìn)程。

TD-SCDMA的創(chuàng)新啟示我們，可以在新技術(shù)領(lǐng)域運(yùn)用后發(fā)優(yōu)勢，縮短與先進(jìn)技術(shù)的差距。TD-SCDMA融合了TDMA、FDMA、CDMA，采用了非對稱上下行頻率、智能天線、接力切換等技術(shù)，對全球無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展演進(jìn)都有貢獻(xiàn)。

TD-SCDMA的創(chuàng)新為民族經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也起到了示范作用。中國制造業(yè)要在世界范圍內(nèi)起到重要作用，就要擺脫以前加工廠的地位，樹立起高科技、新技術(shù)含量、高質(zhì)量產(chǎn)品的形象，TD-SCDMA創(chuàng)新加強(qiáng)了國內(nèi)通信企業(yè)自身的競爭力，從而贏得了國際地位。

1998年，TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)剛剛提出之時(shí)，由于起步較晚，與WCDMA和CDMA 2000相比，技術(shù)還不夠成熟，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度更遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)要后來居上，必須探索出一條跨越式發(fā)展之路。

在國際上，通信制造業(yè)與運(yùn)營業(yè)屬于不同的行業(yè)門類，運(yùn)營商通常按照自身需求，先用相對成熟的設(shè)備制造商的設(shè)備。我國當(dāng)時(shí)情況也是如此，國內(nèi)移動(dòng)運(yùn)營商主要采購跨國公司的通信設(shè)備，致使起步較晚的國內(nèi)設(shè)備制造商入市無門，發(fā)展遲緩。如果通信制造業(yè)與運(yùn)營業(yè)不實(shí)現(xiàn)產(chǎn)用結(jié)合，我國的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)很難擺脫受制于人的局面。1998年信息產(chǎn)業(yè)部的成立，促進(jìn)了通信制造業(yè)和運(yùn)營業(yè)互動(dòng)發(fā)展良性機(jī)制的形成。

在政府的組織協(xié)調(diào)下，我國移動(dòng)運(yùn)營商明確表態(tài)支持TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，并表示要使用TD-SCDMA技術(shù)，這為TD-SCDMA成為國際標(biāo)準(zhǔn)增加了砝碼?？梢哉f，如果沒有運(yùn)營商的大力支持，TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)不可能成為國際標(biāo)準(zhǔn)。

在TD-SCDMA的產(chǎn)業(yè)化過程中，國內(nèi)移動(dòng)運(yùn)營商按照國家有關(guān)部門的統(tǒng)籌安排，以大局為重，給國內(nèi)通信制造業(yè)留下了不斷提高完善的時(shí)間和機(jī)會(huì)，并且指導(dǎo)著TD-SCDMA技術(shù)能夠緊跟市場需求的步伐。

同時(shí)，投資TD-SCDMA也在倒逼中國移動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)新。從TD-SCDMA商用初期來看，中國移動(dòng)是遇到很多困難，在推動(dòng)一個(gè)別的運(yùn)營商從來沒有用過的技術(shù)上，中國移動(dòng)自己也沒有經(jīng)驗(yàn)，對中國移動(dòng)也是第一次。但如果在自己的市場上都不用自己的技術(shù)，那自己的市場只能是別人的“利潤池”，這是任何一個(gè)國家都無法長期容忍的。

現(xiàn)實(shí)倒逼中國移動(dòng)自己也要開始創(chuàng)新，研究如何引領(lǐng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，如何協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)力量支持自己的網(wǎng)絡(luò)布局，在這個(gè)過程中，中國移動(dòng)發(fā)展起了自己的創(chuàng)新模式?，F(xiàn)在中國移動(dòng)在4G上的專利要比中國聯(lián)通和中國電信多很多，與國外電信運(yùn)營商相比，中國移動(dòng)在4G和5G標(biāo)準(zhǔn)化上的話語權(quán)更大。中國移動(dòng)牽頭成立的GTI，擁有來自全球的123家運(yùn)營商成員和104家廠商合作伙伴，并在5G階段繼續(xù)發(fā)揮作用。

而且由于對產(chǎn)業(yè)鏈掌控力增強(qiáng)，中國移動(dòng)的建網(wǎng)投資額是下降的。從2009年建網(wǎng)開始，TD-SCDMA基站價(jià)格下降之快，在中國的移動(dòng)通信建設(shè)歷史上是前所未有的，一個(gè)載頻的價(jià)格從幾十萬元、十幾萬元到幾萬元，僅在短短的一兩年間完成。

在5G標(biāo)準(zhǔn)制定中，不僅華為、大唐、中興等一批設(shè)備企業(yè)提交文稿，企業(yè)專家在一些小組中擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)者;作為移動(dòng)運(yùn)營商，中國移動(dòng)更是牽頭完成了5G核心網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，中國移動(dòng)提出的面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（SBA）也是5G核心網(wǎng)的唯一架構(gòu)，得到全球運(yùn)營商的認(rèn)可。

同為第三代移動(dòng)通信技術(shù)，與WCDMA、CDMA2000比較，TD-SCDMA在網(wǎng)絡(luò)性能、功能上確有不足，這種現(xiàn)實(shí)差距是存在的，有人比喻這是“小學(xué)生與成人的差距”。

造成這個(gè)差距的原因是多方面的，最重要的是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)不足。TD-SCDMA是系統(tǒng)性技術(shù)，從網(wǎng)絡(luò)到終端、芯片、測試儀器儀表都要支持TD-SCDMA技術(shù)才能用，整條產(chǎn)業(yè)鏈中不能有斷點(diǎn)。而在這些環(huán)節(jié)中有雄厚實(shí)力的主要是海外企業(yè)，他們在TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)發(fā)展前期都采用觀望態(tài)度，這對中國的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，整個(gè)創(chuàng)新鏈條都要有國內(nèi)企業(yè)可以支撐，否則有一點(diǎn)“卡脖子”，整個(gè)鏈條都會(huì)“窒息”。

系統(tǒng)性創(chuàng)新的難度是整個(gè)產(chǎn)業(yè)界之前沒有預(yù)料到的，一些薄弱環(huán)節(jié)的補(bǔ)足需要長期的積累。例如終端芯片，中國自3G之后做TD-SCDMA，才有了自己的芯片企業(yè)，展訊、銳迪科、大唐聯(lián)芯、華為海思等一批芯片企業(yè)開始市場起步。但是直到現(xiàn)在，在終端芯片市場取得最大利潤的依然是美國企業(yè)。

此外，通過發(fā)展TD-SCDMA，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界對關(guān)鍵器件的重要性有了深刻認(rèn)識(shí)，這在之后產(chǎn)業(yè)政策的制定中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在5G頻率路線的選擇上，我國先期建網(wǎng)從6GHZ以下開始，一是考慮到毫米波在實(shí)際應(yīng)用中還有諸多挑戰(zhàn);二是我國在毫米波射頻器件上還需要時(shí)間進(jìn)一步成熟。

從2015年開始，中國移動(dòng)部分省份開始將TD-SCDMA基站退出網(wǎng)絡(luò)，與其他兩個(gè)3G標(biāo)準(zhǔn)相比，時(shí)間要早一些。但這并不意味著TD-SCDMA的失敗，在TD-SCDMA還未商用的2007年，“TD-SCDMA之父”李世鶴就表示，TD-SCDMA可以跨越式地進(jìn)入TD-LTE時(shí)期，趕上世界發(fā)展潮流。

TD-SCDMA在中國移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)體系中，是一個(gè)承上啟下的存在。因?yàn)橹袊苿?dòng)有一張非常強(qiáng)大的GSM網(wǎng)絡(luò)做語音業(yè)務(wù)支撐，同時(shí)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的平均網(wǎng)速又比TD-SCDMA提高幾十倍，因此做好向TD-LTE的后向兼容是TD-SCDMA在中國移動(dòng)跳過HSPA+階段，直接做TD-LTE之后的市場定位，關(guān)鍵的一點(diǎn)是，這三個(gè)技術(shù)都是在TDD模式上的技術(shù)，如果沒有第一塊基石——TD-SCDMA，也就不會(huì)有后來的TD-LTE和5G。

目前，中國移動(dòng)的4G用戶已經(jīng)超過8億，這是TD-LTE技術(shù)的成功。但TD-LTE能夠順利引入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，最大的功臣則是TD-SCDMA，是TD-SCDMA開辟了新的技術(shù)、新的市場、新的產(chǎn)業(yè)格局，是TD-SCDMA把中國人的創(chuàng)新旗幟插在了世界前沿科技的致高點(diǎn)。