技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)視角下全球4G移動通信技術(shù)專利信息分析

一、研究概述

（一）4G移動通信技術(shù)發(fā)展概述

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，通信產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，在深刻地影響著人們的生活和工作方式推動社會發(fā)展的同時，也成為全球各國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。即便在當(dāng)下金融危機的背景下，通信產(chǎn)業(yè)尤其是移動通信產(chǎn)業(yè)仍然能夠保持較為穩(wěn)定的年度發(fā)展趨勢。作為現(xiàn)代綜合業(yè)務(wù)通信網(wǎng)中不可或缺的組成部分，移動通信與衛(wèi)星通信和光纖通信一起被稱為三大新興通信手段。

當(dāng)前的移動通信技術(shù)已經(jīng)從第一代（1G）模擬通信、第二代（2G）數(shù)字通信發(fā)展到當(dāng)前最廣泛應(yīng)用的第三代（3G）準(zhǔn)寬帶移動通信，并開始向第四代移動通信技術(shù)（4G）邁進。4G移動通信技術(shù)又稱為IMT-Advanced，到目前為止并沒有統(tǒng)一的技術(shù)內(nèi)涵界定，其最初的技術(shù)目標(biāo)在于能滿足每秒100兆的下載速度和其他速度需求，但國際通信聯(lián)盟隨后放松了4G的定義，準(zhǔn)許任何在3G技術(shù)基礎(chǔ)上有實質(zhì)改進的技術(shù)都稱為4G。截至2013年3月，國際電信聯(lián)盟（ITU）已經(jīng)批準(zhǔn)了五種4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是之前確定的LTE-Advanced和Wireless MANAdvanced和隨后加入的WiMAX、HSPA+、LTE。其中TD-LTE-Advanced是我國大唐電信主導(dǎo)提出并制定的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的4G標(biāo)準(zhǔn)。

雖然學(xué)術(shù)界對于4G移動通信并沒有一致的界定，但可以肯定的是，4G技術(shù)將會提供全球覆蓋的無縫高質(zhì)量無線業(yè)務(wù)，它不僅具有高相容性、并擁有100MHz/s的高數(shù)據(jù)傳輸速度，還具有高儲存容量，頻譜使用率也更高。因此，4G移動通信定是一個比3G移動通信更為完美的無線新世界，它能創(chuàng)造出更多的消費者難以想象的應(yīng)用。

作為一種技術(shù)創(chuàng)新成果的表現(xiàn)形式，專利可用來衡量一個技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的狀況，是研究技術(shù)發(fā)展程度，推定技術(shù)發(fā)展趨勢，判斷技術(shù)市場分布的重要指標(biāo)。本文在專利檢索的基礎(chǔ)上，對全球范圍內(nèi)的4G移動通信技術(shù)專利進行分析研究。

（二）4G移動通信專利活動研究綜述

孫麗麗、王欣、楊瑞麗（2012）對LTE技術(shù)中TDD和FDD兩大標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的專利作出了信息檢索分析；王懷宇、孫艷芳（2012）對4G移動通信中的核心技術(shù)進行了講解；李雨思（2012）對中國成功擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的TDLTE-A標(biāo)準(zhǔn)后，未來4G移動通信技術(shù)該如何發(fā)展做出了探討，并給出了建議；韓偉、石緯林（2012）對日本第四代移動通信的特點進行分析探究；王欣、易水英、孫麗麗（2012）對第四代移動通信的專利申請情況進行了檢索分析；楊超、梅康、陳金鷹、朱軍（2011）對第四代移動通信進行了簡要介紹，并對其應(yīng)用前景做出了分析；鄭瑋（2011）在對國內(nèi)外第四代移動通信技術(shù)專利進行分析的基礎(chǔ)上，從技術(shù)專利化、專利標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)市場化等角度探討了中國第四代移動通信技術(shù)的專利戰(zhàn)略。綜合國內(nèi)現(xiàn)有研究可以看出，當(dāng)前國內(nèi)已經(jīng)有學(xué)者開始關(guān)注4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利保護研究，其中專利布局方面的研究是其中的重要組成部分。但由于產(chǎn)業(yè)內(nèi)對于4G移動通信技術(shù)并沒有一個較為統(tǒng)一的界定，從而使得現(xiàn)有相關(guān)研究結(jié)論存在較明顯的差異。本文從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的角度，對4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利信息進行全面而系統(tǒng)的分析，以期得到4G移動通信技術(shù)在全球發(fā)展的狀況，并對中國4G移動通信技術(shù)的發(fā)展提供有益的借鑒。

二、專利信息的來源與檢索

本文通過Innography專利信息檢索分析平臺對全球范圍內(nèi)的4G移動通信專利信息進行挖掘和分析。Innogarphy是由美國ProQuest Dialog公司推出的新一代專利智能分析平臺。該平臺收錄了全球范圍內(nèi)8,000多萬條專利數(shù)據(jù)，獨一無二地實現(xiàn)了專利檢索和商業(yè)智能分析工具的高度整合，可以查詢和獲取70多個國家的同族專利、法律狀態(tài)及專利原文，同時還可以將專利、商業(yè)、訴訟等各方面情報信息結(jié)合在一起形成結(jié)構(gòu)化分析方案，從而實現(xiàn)對專利權(quán)人的競爭實力進行綜合評價，并通過可視化分析，為用戶提供所需技術(shù)領(lǐng)域的競爭情報。

在專利信息檢索的執(zhí)行方面，本文在廣泛閱讀技術(shù)文獻的基礎(chǔ)上，確定了包含有“LTEAdvanced ”，“Wireless MAN-Advanced”，“WiMax”，“HSPA+”，“LTE ”五大技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的移動通信技術(shù)關(guān)鍵詞，并形成了檢索表達式；然后利用Innography平臺進行專利檢索，將檢索到的專利文獻形成專利數(shù)據(jù)庫；再從數(shù)據(jù)庫中提取有關(guān)專利信息，整理形成本文分析的數(shù)據(jù)信息。

三、第四代移動通信技術(shù)專利信息分析

（一）第四代移動通信技術(shù)專利申請全球分布

通過對檢索結(jié)果進行整理后得知，在全球范圍內(nèi)，4G移動通信相關(guān)專利共有23,294件。圖1表示的是4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠谌蚍秶鷥?nèi)的分布情況。從圖中可以看到，中國在該領(lǐng)域的專利申請總量最多，共計7,323件；其次是美國，共有6,392件；韓國和日本在該領(lǐng)域的專利申請也分別有1,800件和1,741件。依此可以認(rèn)為：中、美是4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠晒顬轭I(lǐng)先的國家；韓國和日本也擁有一定數(shù)量的4G移動通信技術(shù)專利申請。

“產(chǎn)品未動，專利先行”，在4G移動通信技術(shù)還未完全商業(yè)化之前，各國申請人已開始了在該技術(shù)領(lǐng)域進行專利競爭的“跑馬圈地”。伴隨著近十年的經(jīng)濟快速發(fā)展，國民消費水平不斷提高，中國的通信市場里蘊藏著巨大的商機，再加上良好的政策環(huán)境，中國已成為國內(nèi)外移動通信企業(yè)爭相搶奪的戰(zhàn)略重點，直接的表現(xiàn)即是中國在4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利受理量在全球范圍內(nèi)具有數(shù)量優(yōu)勢。而作為移動通信技術(shù)最發(fā)達的國家之一，在全球范圍內(nèi)美國在該技術(shù)領(lǐng)域擁有極具競爭優(yōu)勢的企業(yè)，它們在移動通信技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)實力具有不可置疑的競爭力，同時在專利管理和專利戰(zhàn)略意識方面也較為成熟。因此，美國在4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利活動中也具有相當(dāng)?shù)臄?shù)量優(yōu)勢。日本和韓國經(jīng)濟發(fā)達，消費者對新型移動通信技術(shù)以及終端設(shè)備的接受能力強、普及速度快，與此同時，兩國在移動通信技術(shù)領(lǐng)域也擁有諸如三星、松下等世界500強公司。因此，在全球范圍內(nèi)，日、韓兩國同樣是4G移動通信領(lǐng)域的專利技術(shù)的有力競爭者。

圖1 全球范圍內(nèi)4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠貐^(qū)分布

（二）第四代移動通信技術(shù)專利申請年度趨勢

圖2表示的是全球及主要國家的4G移動通信技術(shù)專利申請的年度趨勢。從圖中可以看出，2006年前，4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利申請在全球范圍的數(shù)量都不高，從1994年至2006年底，十二年間全球范圍內(nèi)4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠睦塾嬌暾埧偭績H1,043件。4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾埩吭?007年之后出現(xiàn)了明顯漲幅，并連續(xù)幾年保持著高增長的態(tài)勢。2007年專利申請量達到了1,103件，年度增長率為166.7%，而2012年的專利申請總量更是達到5,839件，從2007年至2012年間，年平均增長率為139.56%。

從中、美、日三國的專利申請量趨勢來看，中國和日本起步早，從20世紀(jì)90年代初期已開始對4G移動通信技術(shù)進行研究，早期中、日兩國在4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的研究進度相似，直至2006年，中國的專利申請量開始高于日本，至2012年，中國4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠塾嬌暾埩繛?,023件，日本累計總量為1,522件。相比之下，美國起步較晚，至2001年才擁有第一件與4G移動通信相關(guān)的專利申請，但是，專利申請數(shù)量增長較快，以178.02%的年平均增長率快速發(fā)展，2012年的專利申請量更是達到1,138件，十一年間累計的專利申請總量為4,415件。

（三）第四代移動通信技術(shù)主要專利申請人

表1列示的是全球4G移動通信專利申請量排名前15位申請人的情況。從中可以看出：在全球范圍內(nèi)，4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量最多的是中興通訊股份有限公司，共計1,886件。緊隨其后的是華為技術(shù)有限公司，專利申請共計1,597件。美國高通公司和瑞典的愛立信公司分別以1,454件和1,106件位列第三和第四?？梢哉J(rèn)為，表中所列的這些申請人比較關(guān)注4G移動通信技術(shù)的研發(fā)，并具有較強的自主創(chuàng)新能力，它們在該技術(shù)領(lǐng)域具有專利數(shù)量的優(yōu)勢。

圖2 全球及主要國家4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾埬甓融厔?/p>

表1 全球4G移動通信技術(shù)專利申請量前15位申請人

而從表1中也可以得知，在前15位的申請人里，中國企業(yè)有三家，分別是排在前兩位的中興、華為和排名第14位的電信科學(xué)技術(shù)研究院，該三位申請人的申請總量占前15位總量的32.8%。而在前15位申請人中，屬于美國的申請人有6位，包括美國高通公司、美國無線技術(shù)公司、美國阿爾卡特-朗訊等等，它們累計的專利申請量占前15位申請人的專利申請總量的38.2%。韓國和日本分別有兩位申請人位于前15位之列，它們分別是三星電子有限公司、LG電子有限公司和日本電氣株式會社、日本電信電話株式會社。此外，瑞典和加拿大分別都有一位申請人名列前15位之列，它們是瑞典愛立信公司和加拿大移動研究公司（現(xiàn)為黑莓公司）。可以認(rèn)為，這些國家及其專利申請人，將是4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠顒拥挠辛Ω偁幷摺?/p>

（四） 第四代移動通信技術(shù)主要專利發(fā)明人

表2列示的是全球4G移動通信領(lǐng)域完成專利申請數(shù)量前15位發(fā)明人。從表中可以看出：在前15位發(fā)明人當(dāng)中，美國高通公司的Tom Chin完成了最多的專利發(fā)明，共計146件，緊隨其后的是美國高通公司的Juan Montojo，完成發(fā)明專利133件。LG電子的Seung-June Yi和阿爾卡特－朗訊的Jin Wang均完成發(fā)明專利129件。此外，美國高通公司的Kuo-Chun Lee，美國無線技術(shù)公司的Stephen E Terry和JPeter S Wang，以及中國電信科學(xué)技術(shù)研究院的XUEMING PAN也完成了超過100件的專利發(fā)明。可以認(rèn)為，表中所列的這些發(fā)明人比較關(guān)注4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新，是4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)專家，并得到了較多的專利成果。

此外，從表2中還可以看出，在全球4G移動通信領(lǐng)域?qū)＠暾埖那?5位發(fā)明人當(dāng)中，來自于美國的最多，共有11位，而來自中國的發(fā)明人有3位，來自韓國的發(fā)明人有1位。而從所屬單位看，來自于美國高通公司和美國無線技術(shù)公司最多，均有五位，來自于中興通訊發(fā)明人2位，來自于LG電子有限公司、阿爾卡特-朗訊和中國電信科學(xué)技術(shù)研究院的發(fā)明人各1位。由此可以看出，成立于1985年的美國高通公司和作為無線電話通信先驅(qū)、建立世界上第一個無線網(wǎng)絡(luò)的美國無線技術(shù)公司，在4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新當(dāng)中，在“智力資本”方面，具有明顯的優(yōu)勢。

表2 全球4G移動通信技術(shù)專利申請前15位發(fā)明人

（五）第四代移動通信技術(shù)專利申請的主要IPC分布

表3說明了全球4G移動通信技術(shù)專利申請的IPC分布情況。從表中可以看出，全球4G移動通信專利技術(shù)主要集中在H和Z兩個部上，即電學(xué)和物理。從大類的角度看，4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠饕性贖040，即電通信技術(shù)；而從小類的角度看，4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利主要集中在H04L（數(shù)字信息傳輸?shù)募夹g(shù)）、H04B（電通信技術(shù)傳輸）、H04W（無線通信網(wǎng)絡(luò)）、H04J（電通信技術(shù)中的多路復(fù)用通信）、H04M（電通信技術(shù)中的電話通信）。而從大組的角度看，全球4G移動通信專利技術(shù)主要分布于H04W 36/00，H04B 07/00和H04L 12/00，這三個技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量分別是1,600，1,598和1,597件；此外，在H04W 72/00和H04W 04/00技術(shù)領(lǐng)域也有較多專利，在這兩個技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量分別為1,404和1,229件?？梢哉J(rèn)為，以上IPC所涉及的技術(shù)領(lǐng)域是當(dāng)前4G移動通信技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)的熱點領(lǐng)域，也是各企業(yè)參與技術(shù)競爭、搶占技術(shù)優(yōu)勢的重要區(qū)域。在這些技術(shù)領(lǐng)域擁有比較競爭優(yōu)勢，將有利于提高市場競爭力。

（六）第四代移動通信技術(shù)專利強度分析

專利強度(Patent Strength)指標(biāo)來自于美國加州大學(xué)伯克利分校及喬治梅森大學(xué)的最新研究成果。Innography首次將該指標(biāo)應(yīng)用于專利評價。Innography平臺在計算專利強度時，綜合了多個方面的數(shù)據(jù)信息，具體包括：專利權(quán)利要求數(shù)量、引用先前技術(shù)文獻數(shù)量、專利被引用次數(shù)、專利及專利申請案的家族、專利從申請到授權(quán)的時長、專利年齡、專利訴訟等十余個專利價值的相關(guān)指標(biāo)，綜合以上指標(biāo)，計算出各專利的強度，其區(qū)間為[0～10]。專利強度越接近于10，說明該專利越重要。因此，專利強度分析的作用是可以從海量的專利信息中較為專業(yè)并精確地挖掘出相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的核心專利。

表3 全球范圍內(nèi)4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的IPC分布

圖3說明的是專利強度從0～10變化時專利數(shù)量的分布情況。從圖中可以看出，如果將專利強度在8～10區(qū)間的專利界定為核心專利，則全球范圍內(nèi)4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的核心專利共有443件。

圖3 專利數(shù)量隨專利強度變化時的分布情況

表4說明的是全球范圍內(nèi)4G移動通信領(lǐng)域核心專利的申請人和國家分布情況。從表中可以看出，從申請人角度來看，美國高通公司、瑞典愛立信公司、美國無線技術(shù)公司占有的核心專利最多，均為28件；其次，美國諾基亞公司、美國英特爾公司和美國蘋果公司均擁有10件以上的核心專利?？梢哉J(rèn)為，表中所列的這些申請人在4G領(lǐng)域的專利活動當(dāng)中，擁有較高的質(zhì)量，創(chuàng)新的競爭力較強。而從國家的角度來看，4G移動通信領(lǐng)域的核心專利主要集中在美國，美國持有專利強度8～10區(qū)間內(nèi)的專利277件，占前10位國家總量的67.73%?？梢钥闯觯环矫?，表中所列這些國家在4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域具有較強的創(chuàng)新能力和高度；另一方面，在4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利活動當(dāng)中，美國雖然專利申請總量比中國稍少，但核心專利數(shù)量卻遠遠超過中國；而中國雖然專利申請總量全球第一，但核心專利并不占優(yōu)勢，而中興和華為兩公司，雖然專利申請量全球領(lǐng)先，但所擁有的核心專利數(shù)量并沒有數(shù)量優(yōu)勢。

（七）第四代移動通信技術(shù)綜合競爭力分析

專利申請人綜合競爭力分析可以從專利競爭力和市場競爭力兩個方面展開，以此挖掘出申請人的綜合競爭實力。結(jié)合專利數(shù)量以及全球范圍內(nèi)專利訴訟兩方面的情況可以分析得出企業(yè)專利競爭力。而企業(yè)的市場競爭力情況則可以通過營業(yè)收入反映出來。表5說明的是全球4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利申請人綜合競爭力情況。4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域中，結(jié)合專利數(shù)量和全球范圍內(nèi)專利訴訟情況可以得出，專利競爭力排名前三的公司分別是中興通訊股份有限公司，其次是華為技術(shù)有限公司、再次是美國高通公司；而通過從營業(yè)收入的分析，可以看出市場競爭力排名前三的公司分別是日本電信電話株式會社、韓國三星電子有限公司和韓國LG電子有限公司；結(jié)合專利競爭力和市場競爭力兩方面可以看出，綜合實力排名前三的公司是美國高通、英特爾、阿爾卡特朗訊。作為專利競爭力排名前2的華為和中興兩家企業(yè)，其在全球范圍內(nèi)市場競爭力并不高，分別排在第六和第九名；兩家企業(yè)的綜合競爭實力也僅分別排在第六和第七名。因此如何將自身的技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成市場優(yōu)勢、擴大市場份額，提高市場競爭力是這兩家企業(yè)首要考慮的問題。

表4 全球4G移動通信技術(shù)核心專利的申請人和區(qū)域分布

表5 全球范圍內(nèi)4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利申請人綜合競爭力

四、研究結(jié)論與展望

通過對全球范圍內(nèi)的4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域的專利進行挖掘分析，可以得出以下研究結(jié)論：全球范圍內(nèi)4G移動通信技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，其專利數(shù)量保持著猛進的遞增勢頭；中、美是4G移動通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾埩孔疃嗟膬蓚€國家，具有較為雄厚的研發(fā)實力。美國高通公司、瑞典愛立信公司、美國無線技術(shù)公司等全球性通信企業(yè)在4G領(lǐng)域擁有較多的核心專利，而中國雖然在該技術(shù)領(lǐng)域申請數(shù)量全球第一，但核心專利數(shù)量卻遠遠落后于美國；數(shù)字信息傳輸、通信技術(shù)傳輸、無線通信網(wǎng)絡(luò)、電通信技術(shù)中的多路復(fù)用通信、電通信技術(shù)中的電話通信等技術(shù)領(lǐng)域是4G專利活動的密集區(qū)域。美國高通公司是該行業(yè)內(nèi)綜合實力最為強勁的企業(yè)；對于中興和華為等國內(nèi)企業(yè)而言，在技術(shù)研發(fā)方面擁有強勁的競爭實力，但如何將技術(shù)優(yōu)勢投入商用以提高自身綜合實力，在保持現(xiàn)有專利申請數(shù)量優(yōu)勢的同時，也相應(yīng)增加該技術(shù)領(lǐng)域的核心專利數(shù)量，將是他們能否占據(jù)市場和技術(shù)高地的關(guān)鍵。

從20世紀(jì)40年代至今，世界移動通信經(jīng)歷了從無到有、從TACS第一代模擬移動通信（1G）、GSM和IS-98CDMA第二代移動通信（2G）、IMT-2000第三代移動通信（3G），到現(xiàn)如今的4G。4G移動通信技術(shù)的出現(xiàn)，引領(lǐng)著移動通信系統(tǒng)朝著寬帶化、高速化、移動化、泛在化方向不斷發(fā)展。隨著ITU確立了4G的五大標(biāo)準(zhǔn)，第四代移動通信技術(shù)的商業(yè)化道路也已悄然開啟。中國第四代移動通信領(lǐng)域目前也取得了階段性的優(yōu)異成績。2010年初，工信部開始對TD-LTE進行實驗室技術(shù)驗證，2010年年中順義懷柔小規(guī)模外場空口測試啟動，2011年六城市規(guī)模網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗拉開帷幕，中國的TDLTE技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈正逐步建立、健全，并根據(jù)不斷變化的政策與市場需求進行及時的調(diào)整和完善、期盼商用時刻的到來。2013年12月4日工信部同時向三大電信運營商發(fā)放了4G牌照。因此，可以預(yù)見，中國的4G移動通信領(lǐng)域的專利申請將繼續(xù)保持一個較為穩(wěn)定的向上增長態(tài)勢，而與此同時，中國的4G移動通信產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)在較好的政策環(huán)境和較大的市場空間當(dāng)中，繼續(xù)加大在核心技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)和專利布局，通過提高自身在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的話語權(quán)來提高產(chǎn)業(yè)的市場競爭力。

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