5G时代临近,面临内忧外患,我国能最终取得领先地位吗?

猎云网注:从1G到4G,通讯标准的争夺历史中,有无数我们看不到的血与泪。随着5G时代临近,面临内忧外患,我国能否最终取得领先地位?文章来源:云锋金融。

今天,全世界的手机能够互相通话,因为大家都同意使用一个标准。而标准的制定者,可以向所有使用者收取高额专利费,攫取垄断收益。

每一代标准背后,各方势力的阴谋算计,明争暗斗,是一场隐形的战争。

从1G到4G,通讯标准的争夺历史中,有无数我们看不到的血与泪。随着5G时代临近,面临内忧外患,我国能否最终取得领先地位?

从1G说起,你大哥的大哥大

1G打电话,2G聊QQ,3G刷微博,4G看视频。一切还得从最基础的“打电话”说起。

1986年,摩托罗拉8000X在美国芝加哥诞生,第一代移动通讯技术(1st Generation,简称1G)登上舞台。

摩托罗拉8000X,被中国人民亲切地呼唤为“大哥大”。为什么叫大哥大?一是因为,在那个“万元户”年代,想用上大哥大,要先支付6000元的入网费,并且每分钟资费0.5元,就跟现在的“北上广深房”一样,让人望而生怯。当时谁若是从背后掏出一架大哥大,周围人无不膝盖一软,匍匐跪地,嘴里呢喃“你是大哥...你是大哥...”。二是因为摩托罗拉8000X体型巨大,形如板砖,在黑帮火拼中会有出人意料的效果,深得黑帮老大哥喜爱,因此得名“大哥大”。

但是大哥大还没当好多年,就退出了历史的舞台。原因是什么?

当年上帝为了阻止人类修建通天塔,让人类说起不同语言,而通讯行业的玩家很不幸,一开始就用不同的“语言”。

1G时代不同国家的通信系统互不兼容,导致各国厂商的设备无法互通。比如当年的巨头摩托罗拉和爱立信,各自的“大哥大”用的都是自家的频段标准,无法互相打call。

为了修建一条通讯行业的通天塔,大家意识到必须用同样的标准,说同样的话。

1G-2G:开始说同一个语言

如果要大家都说同一个语言,毫无疑问,所有人都希望用自家的。

欧洲国家不乏瑞典芬兰等通讯巨头,但他们也意识到,与其单打独斗,不如抱团取暖。商量之下,欧洲几个通讯巨头决定共同研究移动通讯技术标准,立志于让全球的移动电话共同使用一个标准,让大家一部电话走天下,打造移动通信世界的通天塔。

当年去营业厅办SIM卡,业务员小姐姐通常会问,办“神州行”,“动感地带”还是“全球通”?这个“全球通”是什么就是欧洲联合的成果。

1991年,欧洲开通了“全球行动通讯系统”(GSM, Global System for Mobile Communications)。GSM标准采用了TDMA(时分多址技术),在传输速率和开放性上完胜1G模拟通信,很快便成为2G时代的主流标准。

2G-3G:高通一手遮天

你也许从来没见过它的产品,但是你每天都在付钱给它。它是通讯行业最“拉仇恨”的公司,是几乎所有公司夜不能寐的梦魇。

它就是高通。

一切还得从CDMA(码分多址技术)说起。高通在2G时代初期就是CDMA的推行者,奈何动作不够快,导致丢失市场,最终含恨离场。但是很多人没意识到,CDMA技术带来的承载量是GSM的10倍以上,在技术层面完爆TDMA。

就在人们还沉醉于TDMA技术时,高通围绕功率控制、同频复用等技术构建CDMA专利墙,将所有有关CDMA技术的专利纳入麾下。一场旷日持久的阴谋拉开序幕。

首先,高通将专利技术套入通讯标准,推行该标准,让大部分手机基于该标准才能互相通话。

再召集一批规模不亚于技术团队的专利律师军团,在大家用CDMA技术用得不能自拔之时,迅速抓住把柄,开打专利官司,罚对手一个血流成河。

接着,高通将CDMA算法嵌入芯片,提供一整套系统单芯片(System on Chip, SoC)解决方案。

当时大部分手机厂商没有SoC整合的技术能力。于是高通对手机厂商们说,“你们一个个买通讯基带,CPU、GPU、声卡网卡芯片,太麻烦了。这样吧,我给你们打个包,全部组合进一个芯片里,小巧精美哦”。手机厂家没能扛住高通的诱惑,纷纷选择高通的芯片。买了芯片,同时交通讯标准的专利费。

高通一石二鸟,疯狂收割。

其实正常交个专利费也不是什么问题,但高通的专利费收法有点夸张。举个例子,首先,使用了高通专利的手机厂商必须先给一笔授权费,手机出厂后,根据手机售价再给5%-10%的费用。这意味着,就算你在手机上镶个钻石,这钻石的利润也得算高通头上,十分霸道。

然而,大家缴“高通税”痛苦,用高通产品却很上瘾。

2017年,高通的芯片占据手机市场的半壁江山,最热门芯片前三名都归高通骁龙。骁龙芯片目前依然被认为是最先进的手机芯片,许多手机厂商的旗舰手机都以骁龙芯片为卖点。近期火热的小米,都曾因为骁龙芯片没到位而没法开手机发布会。推想一下,如果没有骁龙芯片,小米是否还能顺利上市?

(图片来源:安兔兔评测)

2G-3G时代,CDMA标准的霸权地位让高通CDMA制的芯片大卖,同时高通高集成度的芯片技术让更多手机厂商采用CDMA标准。

标准的推行反过来又推动更多芯片的销售,形成正反馈,最终造就了高通不可一世的行业地位,带领美国完成对GSM标准的逆风翻盘。

2G-3G:中美欧三国杀

“一流企业定标准、二流企业做品牌、三流企业做产品”。

高通的芯片之所以强,不仅是因为它的产品好,品牌亮,更是因为高通处于食物链顶端,是定标准的企业。

国际标准的制定其实是一种政治操作的过程,背后涉及各方利益。各个厂商为了能够在标准的制定中取得利益的一致性,达成最终共识,便成立了3GPP和3GPP2这类组织。

1998年12月,欧洲领头成立3GPP,致力于绕开高通专利,从GSM向 WCDMA 过渡。美国不甘示弱,1999年1月,高通领头成立3GPP2,致力于推行自家的CDMA2000 技术。

在几番争论试验后发现,WCDMA比高通的 CDMA2000 更好用。于是欧洲迅速开始推行 WCDMA 成为3G唯一的国际电信标准,希望能够引领全球3G局面。

回想起当年被欧洲GSM支配的恐惧,美国慌了。这时美国想起中国有个叫TD-SCDMA的标准,并且这个标准也是基于CDMA制的,高通依然能收专利费。于是美国找到中国说,“你们TM不是也想,不对,你们TD-SCDMA不是也想进标准吗?咱们得抱团,一起支持TD-SCDMA和CDMA2000一起进标准,不能让欧洲一家独大。”

“鹬蚌相争,渔翁得利”,中国没理由拒绝。于是在中美联合下,欧洲放弃一家独大的妄想。

中标 TD-SCDMA,美标 CDMA2000 和欧标 WCDMA 共同成为3G国际电信标准的格局就这么形成。

然而故事还没完,对于美国来说,这种局面从来就不是他想要的。他还想要再“逆风翻盘”一次。

随着21世纪的到来,美国Intel推出采用了OFDM(正交频分复用技术)的WiMax,逼着国际电信联盟再开专题会,成为第四个3G国际电信标准。

美国这一波操作瞬间带起了 WiMax 热潮。当时加拿大、韩国、马来西亚等都成了WiMax的试验田。

只不过这些都是美国的跟风小弟。中欧两大势力的态度才是关键。

很不巧,欧洲表示敌视。 这时候,中国的站队就很重要。中美欧的博弈就像三国时代的魏蜀吴,只不过这次中国和欧洲结盟,上演了通讯行业的“火烧赤壁”,破碎了美国的“定标梦”。

中国两度成为改变3G国际电信标准格局的关键因素,其实并不是因为中国的技术有多么强大,而是因为在华为中兴的打拼下,中国的国际电信市场地位已不容小觑。

中国的抉择逐渐开始影响全球的通讯格局。

3G-4G:中国成为游戏规则的制定者之一

欧美其中任何一方垄断通讯市场,对中国都不会是好事。让他们互相制衡才是正解。

虽然这一战赢了,但看到WiMax失败的惨状,中国意识到,真正的地位只能靠自己打出来,投靠别的阵营只会沦为被利用的道具和权力斗争的牺牲品。

另一方面,面对人民日益增长的视频聊天交友需求,3G网速显然很乏力。恰逢4G核心正交分频多工(OFDM) 技术逐渐成熟,传输速率是 CDMA 的十倍以上,同时还绕开了高通的 CDMA 专利,这无疑是个一箭双雕的历史机会。

还有一个问题,调制模式我们是用时分双工(TDD),还是频分双工(FDD),两者区别就在于双向通信时采用哪种模式的信号收发信道。两者各有优缺点,有90%的底层技术是一样的,这时候采用哪个双工模式就得上升到战略层面了。

过去中国在通信标准上都是跟在欧美两大传统通信巨头后面,如今华为中兴在国际通信市场打下一片天,地位早已今时不同往日。回想那句话,“一流企业定标准、二流企业做品牌、三流企业做产品”,光做产品和品牌难免受制于人,只有制定游戏规则的人才能真正地立于不败之地。

于是,在得知欧洲采用 FDD 之后,中国立马开始主攻不同双工模式的 TDD(虽然中国本就有比较多的 TDD 相关专利),最终做出了TD-LTE。这是第一个中国主导的,具有全球竞争力的4G标准。凭借这个标准,中国拉拢了印度,日本,甚至美国的一些运营商。

在2017年,TD-LTE 基站有200万,占全球4G基站的40%,全球支持 TD-LTE 的终端近4269款,支持 TD-LTE 的手机3255款以上,实现了在通信标准层面上的弯道超车,成为全球通讯游戏规则的制定者之一。

4G时代,在 TD-LTE 标准的推动之下,中国的全球通讯地位更上一层楼。这个时期,我国手机品牌如华为,小米,oppo等迅速发展,开始与全球手机巨头三星,苹果同台竞技。

全球智能手机市场份额(16Q4-17Q4)

(图片来源:IDC官网)

4G时代,手握TD-LTE标准的中国成为全球通讯格局中不可忽视的一股力量。

5G时代:不仅是技术之争

1G打电话,2G聊QQ,3G刷微博,4G看视频,那么5G还有多少想象空间?

5G不只是秒秒钟下完一部电影这么简单了,还意味着机器将更加的自动化,虚拟现实,物联网,人工智能,智慧城市等等一系列操作,有了更强大的5G以后,都将迎来广阔的应用空间。

从我们身边的每一件物体变得智能化,到无人驾驶汽车解放双手,再到VR和AR爆发出虚拟和现实交融的魔力,5G将渗透进我们生活的方方面面,让我们生活的便利性和丰富性飞升到一个难以想象的层面。

关于5G究竟有多么重要,高通CEO莫仑科夫这么说,

“5G是一种全新的网络,它能为大量设备提供支持。5G的诞生与电力或汽车同等重要,它将对经济和社会产生深远影响。”

5G的影响力如此之大,那么拿下5G的标准,制定5G的游戏规则,重要性可想而知——不仅能够通过收专利费财源广进,更能够左右全球通讯格局。

目前可供5G选择的编码方案只有3种:

1、美国高通为首主推的LDPC技术

2、中国华为为首主推的Polar技术

3、欧洲法国企业为首主推的Turbo

而5G技术在上文讲的三个场景里,还分为控制信道编码和数据信道编码两个标准,编码又有长码和短码之分。

目前还处在制定第一个场景eMBB的标准上。伴随我们从3G到4G的Turbo码最先扑街,只剩下LDPC和Polar一决高下。

2016年3GPPRAN1 87次会议,在决定数据信道编码的长码方案上,LDPC较为成熟,专利成本低,赢得了多数投票,当然也包括联想及其旗下子公司摩托罗拉的票。

在决定控制信道编码的短码方案上,Polar码虽不成熟,却是目前人类已知的第一种能够被证明达到香农极限的信道编码方法,听着就很牛掰,会上赢的多数支持。联想之前澄清就说自己投了华为,就是投的这个。

还剩最后一个,数据信道的短码方案。最终还是美国的LDPC拿下。形成现在5G编码方案的格局:

(云锋金融整理)

5G标准之争才刚刚开始,未来大家还会要针对mMTC和uRLLC这两个场景的编码方案做投票决议。暗潮涌动之下是各国在技术实力,凝聚力,话语权等综合实力的较量。

中国在全球通讯行业的地位已经从受人欺辱,到跟班欧美,再到如今与美国分庭抗礼。

G20期间西方国家台上一套,台下一套,不仅是一种大国失信的表现,更是他们面对逐渐苏醒的东方巨龙的色厉内荏。

缺乏领先的核心技术就难免处处受制于人。封中兴时,我们确实该反思缺芯缺技术的痛,痛下自主创新的决心。而华为被禁,让我们看到华为是西方国家打赢5G这场战最大的阻碍。

也正因此,我们坚信这是场必须赢的战争。

我们更加坚信,华为,大有可为。

主要参考资料来源:

1.《Evolution of Mobile Communication Network: from 1G to 4G》

2.《Overview on Generations of Network: 1G, 2G, 3G, 4G, 5G》

3.《从1G到5G 通讯产业变迁史回顾》

4.《中国通信简史》

5. 鲜枣课堂

6. 知乎