TDD技術給5G關鍵技術帶來了什么

剛剛過去的6月30日，是一個值得紀念的日子。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產權的TD-SCDMA作為第三代移動通信標準的候選標準。2000年該標準被國際電信聯(lián)盟接受。

這是我國首次提出并被國際認可的完整的通信系統(tǒng)標準，對改變當時我國移動通信產業(yè)落后的狀況，提高移動通信產業(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，經過3G TD-SCDMA、4G TD-LTE的發(fā)展，我們移動通信行業(yè)整體實力提升，從追趕世界水平發(fā)展到與世界水平并肩而行。在5G標準制定中，我國企業(yè)提出的標準提案占總量的30%以上，TDD技術在5G關鍵技術，如大規(guī)模天線、超密集組網、高頻段通信中優(yōu)勢明顯。

1998年，中國向國際標準組織3GPP提出自己的3G標準TD-SCDMA，這是中國希望打破當時移動通信產業(yè)格局的一次大膽嘗試。在2G時期，全球移動通信標準有兩個，一個是歐洲主推的GSM，另一個是美國高通主推的CDMA標準。當時我國的通信設備制造業(yè)剛剛起步，技術力量薄弱。當時中國通信市場上的技術、產品、設備、終端、芯片、儀器儀表等設備幾乎全被諾基亞、朗訊、摩托羅拉、飛利浦、愛立信、高通等所壟斷，中國企業(yè)在國內設備市場僅占5%-10%的份額。在2G上，中國企業(yè)支付的專利費達數(shù)千億元，采購GSM進口設備5000億元。

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

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

2009年，TD-SCDMA作為我國主導的3G國際技術標準獲得商用，是實質撬動整個移動通信格局的十分關鍵的第一個楔子。為了把這個楔子打成功，中國放棄了只在編碼上有創(chuàng)新的LAS-CDMA技術，而是提出TD-SCDMA這樣一個系統(tǒng)性的標準，因為一個系統(tǒng)性的標準，能夠帶動一條產業(yè)鏈。

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

在TD-SCDMA這個楔子的基礎上，中國建立起商用市場，培養(yǎng)了基于TDD模式的產業(yè)環(huán)境，中國才能接著打進第二個楔子TD-LTE，TD-LTE產業(yè)鏈是在TD-SCDMA基礎上的進一步壯大，愛立信、諾基亞、高通都進入這個產業(yè)鏈中。目前第三個楔子——5G正處于技術測試驗證中，而現(xiàn)在無論歐美還是日韓的運營商、設備商和研究機構開展的原理性驗證工作，大都基于TDD模式展開。

如今，在全球移動通信格局中，中國能夠占據(jù)一席之地，不僅僅因為市場空間大，更因為技術實力、產品競爭力取得了長足進步，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是在我國通信產業(yè)整體力量還顯薄弱之時提出來、并得到國際認可的標準。TD-SCDMA在與其他3G國際標準的競爭中發(fā)展起來，在實現(xiàn)產業(yè)化和商用化中逐步成熟起來的，是以政府為主導、企業(yè)為主體、應用為導向展開創(chuàng)新的，TD-SCDMA堪稱我國新時期創(chuàng)新的典范。

TD-SCDMA走出了一條“政產學研用”有機結合的自主創(chuàng)新之路。在TD-SCDMA標準創(chuàng)新與產業(yè)化發(fā)展進程中，政府有效發(fā)揮了主導作用，通過頻率規(guī)劃、項目引導、產業(yè)化專項資金的啟動，為TD-SCDMA的發(fā)展營造了良好的宏觀環(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、財力，針對技術、產品難點集中攻關，將一個新技術體系一步步落實到具體的解決方案和產品中。學校和科研機構在重大技術環(huán)節(jié)、產業(yè)化難點突破中發(fā)揮了重要的助力作用，在驗證網絡能力、攻克產業(yè)難點中發(fā)揮出重要作用。運營商在TD-SCDMA的商用化中，努力降低應用門檻、提高用戶使用體驗，TD-SCDMA用戶最高時達到2億多。應用是對一個技術最大的支持，在應用中TD-SCDMA技術進一步成熟，在TD-SCDMA中成熟起來的智能天線技術，現(xiàn)在是5G的基礎技術。

TD-SCDMA走出了一條以產業(yè)聯(lián)盟為自主創(chuàng)新平臺和產業(yè)鏈發(fā)展關鍵載體之路。2002年10月，在有關部門的大力支持和推動下，由大唐電信集團等8家企業(yè)自發(fā)組成的TD-SCDMA產業(yè)聯(lián)盟成立，該聯(lián)盟也是目前所有產業(yè)聯(lián)盟中出現(xiàn)最早、運作最成功的一個。TD-SCDMA產業(yè)聯(lián)盟之所有獲得成功，關鍵是在聯(lián)盟內部形成了專利共享、共同開發(fā)、協(xié)同組織的機制。產業(yè)聯(lián)盟成立以后，有效地解決了產業(yè)發(fā)展中面臨的知識產權、共有技術和測試平臺的建設等問題，大大降低了企業(yè)進入門檻，帶動了更多企業(yè)進入這一產業(yè)。產業(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業(yè)鏈上下游串行為并行開發(fā)，大大加快了TD-SCDMA產業(yè)化的整體進程。

TD-SCDMA的創(chuàng)新啟示我們，可以在新技術領域運用后發(fā)優(yōu)勢，縮短與先進技術的差距。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，對全球無線網絡的發(fā)展演進都有貢獻。

TD-SCDMA的創(chuàng)新為民族經濟的發(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、新技術含量、高質量產品的形象，TD-SCDMA創(chuàng)新加強了國內通信企業(yè)自身的競爭力，從而贏得了國際地位。

1998年，TD-SCDMA標準剛剛提出之時，由于起步較晚，與WCDMA和CDMA 2000相比，技術還不夠成熟，產業(yè)化進度更遠遠落后于其他兩個標準。TD-SCDMA標準要后來居上，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)與運營業(yè)屬于不同的行業(yè)門類，運營商通常按照自身需求，先用相對成熟的設備制造商的設備。我國當時情況也是如此，國內移動運營商主要采購跨國公司的通信設備，致使起步較晚的國內設備制造商入市無門，發(fā)展遲緩。如果通信制造業(yè)與運營業(yè)不實現(xiàn)產用結合，我國的移動通信產業(yè)很難擺脫受制于人的局面。1998年信息產業(yè)部的成立，促進了通信制造業(yè)和運營業(yè)互動發(fā)展良性機制的形成。

在政府的組織協(xié)調下，我國移動運營商明確表態(tài)支持TD-SCDMA標準，并表示要使用TD-SCDMA技術，這為TD-SCDMA成為國際標準增加了砝碼?？梢哉f，如果沒有運營商的大力支持，TD-SCDMA標準不可能成為國際標準。

在TD-SCDMA的產業(yè)化過程中，國內移動運營商按照國家有關部門的統(tǒng)籌安排，以大局為重，給國內通信制造業(yè)留下了不斷提高完善的時間和機會，并且指導著TD-SCDMA技術能夠緊跟市場需求的步伐。

同時，投資TD-SCDMA也在倒逼中國移動進行創(chuàng)新。從TD-SCDMA商用初期來看，中國移動是遇到很多困難，在推動一個別的運營商從來沒有用過的技術上，中國移動自己也沒有經驗，對中國移動也是第一次。但如果在自己的市場上都不用自己的技術，那自己的市場只能是別人的“利潤池”，這是任何一個國家都無法長期容忍的。

現(xiàn)實倒逼中國移動自己也要開始創(chuàng)新，研究如何引領一個產業(yè)鏈，如何協(xié)調產業(yè)力量支持自己的網絡布局，在這個過程中，中國移動發(fā)展起了自己的創(chuàng)新模式。現(xiàn)在中國移動在4G上的專利要比中國聯(lián)通和中國電信多很多，與國外電信運營商相比，中國移動在4G和5G標準化上的話語權更大。中國移動牽頭成立的GTI，擁有來自全球的123家運營商成員和104家廠商合作伙伴，并在5G階段繼續(xù)發(fā)揮作用。

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

在5G標準制定中，不僅華為、大唐、中興等一批設備企業(yè)提交文稿，企業(yè)專家在一些小組中擔任領導者;作為移動運營商，中國移動更是牽頭完成了5G核心網架構的設計，中國移動提出的面向服務的網絡架構（SBA）也是5G核心網的唯一架構，得到全球運營商的認可。

同為第三代移動通信技術，與WCDMA、CDMA2000比較，TD-SCDMA在網絡性能、功能上確有不足，這種現(xiàn)實差距是存在的，有人比喻這是“小學生與成人的差距”。

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

系統(tǒng)性創(chuàng)新的難度是整個產業(yè)界之前沒有預料到的，一些薄弱環(huán)節(jié)的補足需要長期的積累。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，國內產業(yè)界對關鍵器件的重要性有了深刻認識，這在之后產業(yè)政策的制定中發(fā)揮了關鍵作用。在5G頻率路線的選擇上，我國先期建網從6GHZ以下開始，一是考慮到毫米波在實際應用中還有諸多挑戰(zhàn);二是我國在毫米波射頻器件上還需要時間進一步成熟。

從2015年開始，中國移動部分省份開始將TD-SCDMA基站退出網絡，與其他兩個3G標準相比，時間要早一些。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可以跨越式地進入TD-LTE時期，趕上世界發(fā)展潮流。

TD-SCDMA在中國移動的網絡體系中，是一個承上啟下的存在。因為中國移動有一張非常強大的GSM網絡做語音業(yè)務支撐，同時TD-LTE網絡的平均網速又比TD-SCDMA提高幾十倍，因此做好向TD-LTE的后向兼容是TD-SCDMA在中國移動跳過HSPA+階段，直接做TD-LTE之后的市場定位，關鍵的一點是，這三個技術都是在TDD模式上的技術，如果沒有第一塊基石——TD-SCDMA，也就不會有后來的TD-LTE和5G。

目前，中國移動的4G用戶已經超過8億，這是TD-LTE技術的成功。但TD-LTE能夠順利引入運營商網絡，最大的功臣則是TD-SCDMA，是TD-SCDMA開辟了新的技術、新的市場、新的產業(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。