頻譜共享技術以及相關專利情況研究

摘 要：無線頻譜是無線通信中的重要資源，現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)中，無線頻譜的分配往往都是有各個國家的職能部門授權完成。而隨著近年來無線通信業(yè)務的快速發(fā)展，現(xiàn)階段分配的頻譜資源也越來越緊張。針對這一現(xiàn)狀，頻譜共享技術應運而生，它的出現(xiàn)為解決頻譜資源不足、實現(xiàn)頻譜動態(tài)管理及提高頻譜利用率開創(chuàng)了新的局面。本文針對截止2017年2月底國外有關動態(tài)頻譜共享技術的專利申請情況進行分析，進一步地，從申請的年代、區(qū)域、原創(chuàng)國分支等方面進行分析，以幫助業(yè)界從專利的角度了解頻譜共享領域的來龍去脈以及發(fā)展現(xiàn)狀。

關鍵詞：無線頻譜；共享技術；專利

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.132

1 引言

無線通信是當前社會發(fā)展的關鍵領域，新世紀以來它正進入一個高速發(fā)展的繁榮時期，各種新技術新應用紛紛呈現(xiàn)，在這種情況下對于頻譜資源的需求也在急劇增長，而當前固定的頻譜分配方式已不能適應時代的需要。在速率和容量要求的驅使下，無線通信技術在發(fā)展中不斷的自我革命，新技術如春筍般出現(xiàn)并走進我們的日常生活。而ITU即國際電信聯(lián)盟對于移動通信的未來給出了一個美好的愿景，即希望在通信系統(tǒng)中，最大的可用帶寬能達到100兆赫茲，同時希望在一些固定的場所或者較低速度移動場景下，網(wǎng)絡速率能達到1G左右，而在高速運動的極端場景中，也能有100M網(wǎng)絡的接入速度。而這樣的目標所帶來的，除了人們美好的憧憬，還有對于無線頻譜資源更高的需求。

為了解決上述問題，Joseph Mitola提出了認知無線電（Cognitive Radio，CR）的概念。美國學者Haykin S為認知無線電提供了一個清晰的定義：CR是一種具有一定自主性的新型無線通信系統(tǒng)，它可以智能的去適應環(huán)境，在適應的過程中通過調整自身的參數(shù)，來適應環(huán)境的變化，以達到超越時間和空間局限提供優(yōu)質通信的效果，同時也可以通過人工智能的技術有效的利用頻譜資源。

2 認知無線電

針對目前的技術現(xiàn)狀，業(yè)界所達到的廣泛共識就是認知無線電是解決頻譜利用率最有效且最直接的手段，通過認知無線電構建一個靈活的頻譜系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，通過授權優(yōu)先級來確定用戶的頻譜的使用權限。從上述定義中可以得到認知無線電的兩個重要特質，即對頻譜信息的靈活探知以及根據(jù)環(huán)境對自我的調整。前者可以有效的避免用戶間的干擾，鑒別出閑置的頻譜；而后者則可以根據(jù)前者的探知結果調整適配可用頻率。

3 頻譜共享領域的專利分析

截至2017年2月底，在全球專利數(shù)據(jù)庫中涉及到頻譜共享的專利申請達到1530項。

本文首先對全球范圍內頻譜共享領域的相關專利申請隨年代變化的歷年分布情況進行了統(tǒng)計。

根據(jù)圖1的數(shù)據(jù)顯示，頻譜共享技術早在二十世紀八十年代就有了專利申請，在2005年之前，頻譜共享技術的專利申請還比較少，從2005年后開始增多，2008年達到一個小峰值，隨后幾年的申請量有所下降，直到2012年，又開始增多，隨后逐年下降。

其次本文研究了頻譜共享相關專利申請的國家/地區(qū)分布情況。

根據(jù)研究，在頻譜共享領域中，全球專利申請主要集中在中國、美國和國際申請，其中在中國的申請有775件，數(shù)量上排名第一，在美國的申請量為657，排名第二；國際申請量PCT為426，僅次于美國，排名第三?？梢?，中國、美國以及PCT申請是當今頻譜共享相關產品的重要市場。

從相關數(shù)據(jù)的檢索結果中可知，在中國的申請量中同樣包含了大量國外企業(yè)的申請，這其中不乏高通、愛立信、交互技術等，尤其是高通股份有限公司，其從2006年開始至今在頻譜共享相關領域布局了一系列的專利申請，其中包括了網(wǎng)絡運營商間的頻譜共享方法、不同小區(qū)、不同組網(wǎng)間的頻譜共享策略，另外高通已在2016年推出了首個5G新無線頻譜共享原型系統(tǒng)和試用平臺，其設計具有前向兼容性，同時也支持新頻譜共享技術。

最后，本文分析了頻譜共享技術相關的專利申請的原創(chuàng)國家/地區(qū)分布情況。

根據(jù)分析結果，頻譜共享領域原創(chuàng)申請的申請量排名在前的國家依次為中國、美國以及韓國，其中在中國的申請量為615件，美國的為436件，韓國為228件。這一方面顯示出中國在專利保護方面的優(yōu)勢，注重該領域的發(fā)展。

4 結語

本文首先闡述了頻譜共享的概念，并引出了認知無線電里的關鍵技術。接著，從年代、區(qū)域、原創(chuàng)國等不同的角度分析了國際上頻譜共享技術的發(fā)展和現(xiàn)狀。為我國頻譜共享技術的相關研究和專利布局提供了參考與借鑒。

作者簡介：程杰（1987-），男，湖北武漢人，碩士，研究實習員，研究方向：無線通信。