基于專利計(jì)量與可視化的LTE領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析

吳金紅　陳強(qiáng)　周磊

[摘要]運(yùn)用專利計(jì)量和可視化分析方法，對(duì)國(guó)內(nèi)外LTE技術(shù)的專利申請(qǐng)趨勢(shì)、區(qū)域分布、IPC等因素進(jìn)行分析，識(shí)別該領(lǐng)域核心技術(shù)和重點(diǎn)技術(shù)，探討LTE技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，分析競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的狀態(tài)和趨勢(shì)，運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)法構(gòu)建專利權(quán)人合作網(wǎng)絡(luò)，識(shí)別出當(dāng)前國(guó)內(nèi)外LTE領(lǐng)域潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和合作對(duì)象。研究成果可為我國(guó)LTE領(lǐng)域的未來發(fā)展提供有用的競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)。

[關(guān)鍵詞]LTE；專利分析；專利計(jì)量；競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)

DOI：10.3969/i.issn.1008-0821.2015.01.020

[中圖分類號(hào)]G254.924 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1008-0821（2015）01-0104-04

LTE（Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn)）技術(shù)是由3GPP組織制定的通用移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)，旨在減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、提高用戶數(shù)據(jù)速率、改善系統(tǒng)容量和覆蓋率以及降低運(yùn)營(yíng)成本，是推動(dòng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)由3G時(shí)代過渡到4G時(shí)代的重要條件。目前，LTE領(lǐng)域已形成以美國(guó)、亞洲、歐洲三大區(qū)域?yàn)橹鲗?dǎo)的三足鼎立的產(chǎn)業(yè)分布與競(jìng)爭(zhēng)格局?？v觀移動(dòng)通信領(lǐng)域各大運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)他們除了形成自己成熟的技術(shù)體系之外，還非常注重利用專利來保護(hù)自己的技術(shù)創(chuàng)新，用專利來維持在行業(yè)內(nèi)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。作為技術(shù)創(chuàng)新最原始的資料，專利信息具有真實(shí)可靠、內(nèi)容新穎并且時(shí)效性好的特點(diǎn)。通過對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域的專利技術(shù)進(jìn)行檢索和分析，能夠把握相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的整體情況和發(fā)展趨勢(shì)，明確行業(yè)技術(shù)熱點(diǎn)，了解企業(yè)的技術(shù)活動(dòng)及其戰(zhàn)略布局。因此，本研究試圖從專利情報(bào)分析的視角；通過專利計(jì)量、社會(huì)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)等多種情報(bào)學(xué)分析方法來研究LTE領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢(shì)，以期為相關(guān)部門和科研人員制定LTE領(lǐng)域相關(guān)戰(zhàn)略及為把握科學(xué)研究方向提供依據(jù)和參考。

1.數(shù)據(jù)來源與方法

本文數(shù)據(jù)來源于德溫特創(chuàng)新索引專利數(shù)據(jù)庫(kù)（Derwent Innovations Index，簡(jiǎn)稱DII），該數(shù)據(jù)庫(kù)收錄了全球40多個(gè)專利機(jī)構(gòu)的1800多萬條基本發(fā)明專利3890多萬條專利情報(bào)，是世界上最權(quán)威的專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)之一。檢索式為Topic=“LongTerm Evolutaon”or“LTE”，時(shí)間跨度為2006-2013，檢索時(shí)間為2013年12月。共檢索到19449條專利記錄，經(jīng)過清洗得到15879條不同的專利記錄。由于專利申請(qǐng)有18個(gè)月的公布周期，以及專利數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)收集和錄入有一定的延遲，2012年和2013年的數(shù)據(jù)不是很完整，僅供參考。

在分析過程中，采用定性與定量相結(jié)合的方法。首先對(duì)原始專利數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，清洗重復(fù)的記錄，消除同一專利權(quán)人在不同專利里出現(xiàn)不同名稱的現(xiàn)象。然后采用圖表分析法和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)法，對(duì)專利信息進(jìn)行深度分析，并將結(jié)果以可視化的形式呈現(xiàn)出來。本文在分析過程中采用Excel作為專利統(tǒng)計(jì)分析工具、采用NetDraw作為專利網(wǎng)絡(luò)分析工具。

2.LTE領(lǐng)域的態(tài)與勢(shì)

“態(tài)”是指競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的整體格局，包括技術(shù)領(lǐng)域、地區(qū)分布等，它是對(duì)競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的一種靜態(tài)觀察。“勢(shì)”是指競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的發(fā)展方向，是對(duì)競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的一種動(dòng)態(tài)分析。通過態(tài)和勢(shì)的分析，能夠從縱橫兩個(gè)方向來考量競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。

2.1技術(shù)領(lǐng)域分析

IPC分類以功能分類和應(yīng)用分類相結(jié)合，側(cè)重功能分類。通過對(duì)IPC分類號(hào)的統(tǒng)計(jì)分析，可以從總體上了解該領(lǐng)域內(nèi)的重點(diǎn)技術(shù)研發(fā)的分布狀況；通過各技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠谋戎胤治?，可以了解每一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)成熟度，進(jìn)而可以幫助我們掌握該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。表1是LTE領(lǐng)域排名前5的重點(diǎn)技術(shù)專利申請(qǐng)量的分布情況。

從表1可以看出，H04W（無線通信網(wǎng)絡(luò)）類下的專利申請(qǐng)量最多，占全部申請(qǐng)專利的38.42%。值得注意的是，李春秀在2009年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，LTE領(lǐng)域的無線通信網(wǎng)絡(luò)方面的專利數(shù)占總專利數(shù)的比例不到4%。由此可以看出，近幾年來國(guó)內(nèi)外通信企業(yè)都非常重視在LTE技術(shù)方面的研發(fā)工作，并且在將LTE技術(shù)應(yīng)用到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)方面取得了很大的進(jìn)展，發(fā)展非常迅猛。相應(yīng)地，H04L（數(shù)字信息的傳輸）和H04B（無線網(wǎng)絡(luò)傳輸）方面的專利數(shù)量也比較多，因?yàn)閲?guó)內(nèi)外移動(dòng)通信領(lǐng)域的發(fā)展尤其是4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，必然離不開數(shù)據(jù)交換和傳輸技術(shù)的革新。H04J（多路復(fù)用通信）是LTE領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，是各企業(yè)研究的熱點(diǎn)，專利申請(qǐng)量相對(duì)也較多。而從子類來看，時(shí)分多路復(fù)用方面的專利申請(qǐng)數(shù)量較少，以后該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量有可能進(jìn)一步提升。

2.2競(jìng)爭(zhēng)地區(qū)分析

4G通信技術(shù)不僅是企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)，更是國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)，通過專利申請(qǐng)的國(guó)家分析可以了解主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的國(guó)家分布以及未來的競(jìng)爭(zhēng)格局。分析結(jié)果如圖1所示。

圖1是專利申請(qǐng)地區(qū)分布情況統(tǒng)計(jì)，其中前10名的申請(qǐng)地區(qū)從多到少依次是美國(guó)、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織、中國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)、臺(tái)灣、印度、加拿大和澳大利亞。該分布基本反映了LIE技術(shù)在各個(gè)國(guó)家的技術(shù)研發(fā)情況與市場(chǎng)發(fā)展情況。由圖1可見，美國(guó)仍是4G通信技術(shù)的領(lǐng)頭羊，其LTE技術(shù)專利申請(qǐng)量處于世界領(lǐng)先地位，占總申請(qǐng)量的22%?？上驳氖?，我國(guó)LTE專利申請(qǐng)量位居第三，占總數(shù)的13%。綜合來看，美國(guó)是目前LIE技術(shù)研發(fā)最為廣泛的國(guó)家，亞洲國(guó)家的發(fā)展勢(shì)頭良好，實(shí)力不容小覷，在未來的4G通信市場(chǎng)，必然會(huì)擁有很大的話語(yǔ)權(quán)。中國(guó)雖然發(fā)展勢(shì)頭迅猛，但與美國(guó)還存在一定的差距，要想在4G時(shí)代占領(lǐng)世界市場(chǎng)，需要在該技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)一步加大研發(fā)力度，在關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，同時(shí)也要注意專利申請(qǐng)和保護(hù)，利用專利手段，占據(jù)未來發(fā)展的有力位置。

2.3發(fā)展趨勢(shì)分析

通過專利申請(qǐng)的分析，可揭示LIE技術(shù)領(lǐng)域的歷年專利申請(qǐng)及技術(shù)研發(fā)情況，從而掌握其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及全局動(dòng)態(tài)，對(duì)檢索到的LTE技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見圖2。

由圖1可以看出，自20世紀(jì)80年代起國(guó)內(nèi)外企業(yè)就開始了對(duì)LIE技術(shù)的研發(fā)工作，2007年開始出現(xiàn)了突破性的進(jìn)展。從專利數(shù)量上看，2007年LTE技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到了161項(xiàng)，而之前一直總共不到10項(xiàng)。之后，一直呈現(xiàn)出爆炸式增長(zhǎng)趨勢(shì)。實(shí)際上，專利申請(qǐng)數(shù)量的增長(zhǎng)與各國(guó)研發(fā)者的學(xué)術(shù)敏銳、研發(fā)模式及國(guó)家層面的重視有關(guān)。2004年在多倫多召開的3GPP會(huì)議，決定開始3G系統(tǒng)的LIE研究項(xiàng)目，隨后各國(guó)的通訊公司爭(zhēng)相申請(qǐng)LIE相關(guān)專利，預(yù)先布局4G戰(zhàn)略。endprint

3.LTE領(lǐng)域的競(jìng)與合

“態(tài)”和“勢(shì)”分析有助于從整體上把握競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的總體格局，而作為企業(yè)決策者來說，更需要深入到競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的內(nèi)部，分析潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和合作對(duì)象，做到知己知彼，制定出進(jìn)攻和防御的戰(zhàn)略決策。

3.1競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析

通過對(duì)主要專利權(quán)人的專利數(shù)量的分析可以了解某技術(shù)的研發(fā)情況以及所在領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境與技術(shù)領(lǐng)先者。由于許多全球性跨國(guó)公司在不同的地區(qū)或國(guó)家采用不同的名稱，因此，我們重點(diǎn)對(duì)專利申請(qǐng)數(shù)排名靠前的專利權(quán)人進(jìn)行了重點(diǎn)清洗，把屬于同一公司的專利權(quán)人進(jìn)行了合并。表2列出了排名靠前的20個(gè)專利權(quán)人及其申請(qǐng)數(shù)量。

數(shù)據(jù)顯示，LTE領(lǐng)域前20位專利申請(qǐng)人都是全球著名的企業(yè)，其中很多企業(yè)是電信和通信行業(yè)的巨頭，如三星、諾基亞、高通。由此可見，LTE是各國(guó)電信企業(yè)非常重視的技術(shù)，也是各企業(yè)為獲得未來4G市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)而必須攻克的技術(shù)熱點(diǎn)和難點(diǎn)?？傮w來說，LTE領(lǐng)域有3108個(gè)專利權(quán)人，發(fā)明人數(shù)量多，但集中度相對(duì)較高。表中20位發(fā)明人總的專利申請(qǐng)量占總量的47%左右。說明表中的這些公司在該技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)有較大的壟斷地位，這也與通信行業(yè)的特點(diǎn)相吻合。

值得注意的是，在排名前20位的專利權(quán)人中，有中興、華為、大唐以及宏達(dá)等4家通訊公司，專利申請(qǐng)數(shù)占全球申請(qǐng)總量的。其中，中興公司專利申請(qǐng)數(shù)為536件，占全球申請(qǐng)總量的3.37%，超過韓國(guó)的三星公司名列第5位。由此可見，近年來我國(guó)通訊企業(yè)非常重視對(duì)4G技術(shù)尤其是LTE技術(shù)的研發(fā)，并也取得了豐碩的成果，為未來國(guó)際4G前沿技術(shù)的激烈競(jìng)爭(zhēng)奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。從另一方面來看，也反映出國(guó)內(nèi)知名企業(yè)已逐漸培養(yǎng)出良好的專利意識(shí)，積極運(yùn)用專利戰(zhàn)略對(duì)保護(hù)自主的研究。

3.2競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)分析

專利申請(qǐng)總量反映出一個(gè)公司總的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但不同的公司因不同的競(jìng)爭(zhēng)策略，所采用專利戰(zhàn)略重點(diǎn)不同，因此，需要繼續(xù)下鉆，深入分析每一個(gè)子類中專利申請(qǐng)數(shù)的分布狀況，明確各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，以便采取合適的競(jìng)爭(zhēng)或合作戰(zhàn)略。表3列出了專利數(shù)量前l(fā)O名的公司在5個(gè)重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域的專利分布情況，其中每個(gè)領(lǐng)域第1名用下劃線標(biāo)出。

由表3可以看出，Errison在H04W和H04L小類下的LIE專利數(shù)量處于領(lǐng)先地位，顯示出愛立信對(duì)LTE的重點(diǎn)關(guān)注程度和強(qiáng)大研發(fā)實(shí)力。但與其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比較，領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)并不是很明顯，如與QUALCOMM、LG公司在H04W方面的專利數(shù)相差不大。而LG公司H04B和H04J方面的優(yōu)勢(shì)則較為明顯，尤其是在H04B方面的LTE專利數(shù)量遙遙領(lǐng)先于其他公司。與國(guó)外這些著名的通信公司相比，我國(guó)在這方面仍屬于落后的位置，而且專利布局不均衡，比如中興公司在H04J（多路復(fù)用）方面的專利比例明顯少于其他公司，無疑會(huì)阻礙國(guó)內(nèi)4G通信的健康發(fā)展。

3.3競(jìng)爭(zhēng)合作分析

動(dòng)態(tài)的行業(yè)環(huán)境要求企業(yè)整合內(nèi)部和外部資源以迅速應(yīng)對(duì)不斷變化的外部市場(chǎng)。專利代表著公司的技術(shù)能力和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，是企業(yè)間合作的重要體現(xiàn)。因此，通過分析專利權(quán)人的共現(xiàn)關(guān)系，構(gòu)建專利權(quán)人合作網(wǎng)絡(luò)，可以幫助發(fā)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)企業(yè)之間的合作關(guān)系和發(fā)展態(tài)勢(shì)。我們先通過分析檢索結(jié)果構(gòu)建出33家排名靠前的專利權(quán)人合作矩陣，再利用NetDraw對(duì)專利權(quán)人的合作關(guān)系進(jìn)行可視化描述，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，雖然有不少孤立的節(jié)點(diǎn)，但是專利合作開發(fā)已經(jīng)逐漸成為L(zhǎng)IE技術(shù)研發(fā)的一種重要方式。從圖的結(jié)構(gòu)特征來看，LTE領(lǐng)域的主要合作模式是中介型和雙核型。圖中由11家企業(yè)組成的最大的合作網(wǎng)絡(luò)是一種典型的中介型網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)分別是NIT和LG。對(duì)照表2可以發(fā)現(xiàn)，這個(gè)大型的專利權(quán)人合作網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)都是一些排名靠前的公司，也是LIE領(lǐng)域最活躍的公司。另外值得注意的是，該兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都為亞洲的公司，這也意味著在未來的4G網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)中，亞洲公司會(huì)成為一個(gè)具有巨大影響力的力量。而雙核模式多出現(xiàn)在企業(yè)與其子屬公司之間，說明大多數(shù)技術(shù)領(lǐng)先型企業(yè)重視各分部的合作，但是合作的規(guī)模有限、知識(shí)的同質(zhì)性高，不利于知識(shí)的跨組織交流。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)國(guó)內(nèi)外LTE領(lǐng)域的專利申請(qǐng)趨勢(shì)、專利權(quán)人、專利地域、合作網(wǎng)絡(luò)等因素的分析，研究了該領(lǐng)域的態(tài)和勢(shì)，并對(duì)競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域進(jìn)行了細(xì)化分析，獲得了該領(lǐng)域潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和合作對(duì)象。通過分析，得到如下主要結(jié)論：

①國(guó)內(nèi)外對(duì)LTE技術(shù)的研究非常重視，成果數(shù)量呈現(xiàn)直線上升勢(shì)頭，目前處于快速增長(zhǎng)期，并且技術(shù)分布范圍正迅速擴(kuò)大。因此，我們需要抓住機(jī)遇，投入更大的資源推動(dòng)LTE領(lǐng)域的研究，縮短研發(fā)時(shí)間掌握核心技術(shù)、占領(lǐng)LTE技術(shù)的制高點(diǎn)。

②雖然調(diào)制載波、多路復(fù)用和電路傳輸技術(shù)仍然是LTE領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，但是從專利數(shù)量上來看，無線通信網(wǎng)絡(luò)的資源管理是LTE技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)在于如何提高LTE的系統(tǒng)性能、滿足高數(shù)據(jù)速率和服務(wù)質(zhì)量。這意味著不久的將來，LTE領(lǐng)域逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。

③LTE關(guān)鍵技術(shù)仍然掌握在美國(guó)、歐洲及日韓國(guó)家的通信企業(yè)手中，但我國(guó)在LTE領(lǐng)域正發(fā)揮著舉足輕重的作用，專利申請(qǐng)數(shù)量在整個(gè)LTE領(lǐng)域的比重越來越大，正在打破原先由歐美及日韓壟斷的局勢(shì)。

④國(guó)外LTE領(lǐng)域的專利權(quán)人非常注重企業(yè)間的合作，形成了以NTT和LG為關(guān)鍵連接點(diǎn)的超大規(guī)模專利權(quán)人合作網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，一方面會(huì)形成全球協(xié)同的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式；另一方面也無形中形成了一個(gè)壁壘，阻礙未參與合作網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)參與協(xié)同發(fā)展。國(guó)內(nèi)企業(yè)的合作意識(shí)尚需改進(jìn)，如ZTE的LTE專利數(shù)量很多，但在合作網(wǎng)絡(luò)上確呈現(xiàn)孤點(diǎn)狀態(tài)，無疑會(huì)阻礙它與全球其他企業(yè)的合作。因此，我們需要加強(qiáng)合作意識(shí)，積極參與到協(xié)同發(fā)展的隊(duì)伍之中，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，在未來的4G時(shí)代占據(jù)領(lǐng)先位置。endprint