中國5G綜合實力最強是怎麼來的，一個老科研工作者的觀察
【文/觀察者網專欄作者 李進良】
我是一個老科研工作者了，前兩天從網上看到項立剛先生髮表的《當今世界誰的5G實力最強》的長文，我饒有興味一口氣讀完，感到不像那些「厲害了」文體，全面、詳盡、客觀、中肯分析了下列七個方面：
一、誰在主導全世界的5G標準？5G標準立項，中國有21項，美國9項，歐洲14項，日本4項，韓國2項，5G標準的重要主導者是中國。在中國是中國移動10項，華為8項，中興2項。
二、5G晶元的實力哪個國家強？計算晶元美國最強；存儲晶元最強是美國，韓國、中國台灣次之；專用晶元，美國較強，但不壟斷；智能手機晶元美國最強，不過中國已經有華為在旗艦產品上的抗衡；總體而言美國佔據了較大的優勢，居於主導地位。
三、通信系統設備的研發和部署能力：4G時代華為第一，成為世界上最強大的通信系統設備製造商；愛立信第二，諾基亞第三，中興第四，韓國三星第五；綜合實力最強的，還是中國。
四、手機的研發與生產：今天全世界最強的三強是韓國三星、美國蘋果、中國華為。2020年，華為可能沖至世界第二，甚至搶佔市場第一。世界十大手機品牌，中國佔了7席。
五、5G業務與應用的開發與運營：移動互聯網時代，中國開始漸漸並跑甚至超越，典型實例有社交與移動支付結合的微信、社交與電子商務結合的拼多多，中國的智能互聯網產品會全面爆發，領先全世界。
六、電信運營商的網路部署能力：中國三家電信運營商是世界上實力最強的，4G基站超過350萬個，總基站數超過640萬個，而美國4G基站數不超過30萬個，印度的總基站數也不超過70萬個。在數量上中國都是其它國家的10倍甚至更多。
七、政府支持和市場能力：中國政府積極支持整個行業加快5G建設，把頻譜按需分配給電信運營商，頻率佔用費用很低，政府支持小區、機關網路部署，推進電信普遍服務。中國擁有14億人口，世界第二大經濟體，市場巨大。
綜合這七個方面的結論是：全世界5G發展，歐洲強在系統，美國強在晶元，中國強在綜合實力。可以預期隨著5G的正式商用，首先在業務上出現全面爆發，領先世界的非中國莫屬。
這是一篇實事求是、令人信服的好文章，值得向業界及關心中國信息通信發展人士推薦閱讀。
中國5G綜合實力最強從何而來？
當今世界5G綜合實力最強的是中國，這個最強的實力是怎麼來的？最近為慶祝改革開放40年，國家及相關部門都發表了很多文章，我也想趁此對這一話題，就親身經歷進行探討：
移動通信自20世紀80年代誕生以來，經過四十多年的高速增長，已成為應用最為普及的信息通信技術，並已成為連接人類社會的基礎信息網路，深刻地改變了人們的生活。
中國的公眾移動通信1987年從「1G買入」起步，經歷了「2G跟隨」到「3G突破」迅速追趕上來。3G中的TD-SCDMA是我國移動通信業征程的轉折點，從2009年1月7日3G給中國移動發放TD-SCDMA牌照以來，我國移動通信業沿著自主創新的TD-SCDMA十年奮鬥所開闢的移動通信技術新航線，乘風破浪高歌猛進。
2013年底4G的TD-LTE同時給中國移動、中國電信、中國聯通三大運營商發放牌照，我國移動通信產業才得以實現了「4G同步」的跨越。4G網路以前所未有的速度迅猛發展，建成全球最大的4G網路，350萬座基站，超過了過去2G、3G時代的建站數，4G用戶突破11.6億戶。
在國內實現了城區、縣城深度覆蓋，鄉鎮和重點行政村、以及高鐵、地鐵、高速、景區等基本覆蓋，這樣基於4G的「新四大發明」才可以遍地開花。2017年5月「一帶一路」沿線的20國留學生評選出了中國的「新四大發明」：掃碼支付、共享單車、網購和高鐵，「出門不用帶錢包」、「市裡單車隨處跑」、「外賣很快送到家」、「高鐵四通又八達」，這些新應用不僅改變了中國人的生活，也刷新了留學青年對中國的認識，這是他們最想帶回其祖國的生活方式。TD-LTE在全球建設了100餘張商用網路，這樣就與FDD-LTE平分秋色了，在TD-LTE佔據全球移動通信市場半壁江山的進程中，中國通信設備商完成了從跟隨到引領的蛻變。
隨著4G進入規模商用階段，人們對更高性能移動通信的追求從未停止，為了應對未來爆炸性的移動數據流量增長、海量的設備連接、不斷湧現的各類新業務和應用場景，2014年6月，中興首提pre5G，這是中國首次提出引領概念，我國在TD-LTE積累的話語權在5G領域得到進一步加強。近年來中國在5G方面投入巨大，並提出了「5G領跑全球」的目標。而作為中國通信設備商二巨頭，華為、中興在全球5G領域扮演著越加重要角色。僅在2017年，華為、中興就在5G領域取得了多項重要突破。
為什麼中國移動通信在短短30年間會有如此令世人震驚的飛躍？這就需要回顧TD-SCDMA這一我國移動通信業征程的轉折點了。
香山會議播下自主創新TD標準的種子
1997年國際電信聯盟（ITU）徵集3G無線傳輸方案時，我國於1998年1月召開了香山會議。這是中國確定3G候選技術策略的一次至關重要的會議。在此次會議上來自全國高校和研究院所的專家教授分別介紹了各自在3G技術研究方面的一些基礎和觀點，其中包括提出TD標準提案的信息產業部電信科學技術研究院——後來的大唐電信。該提案是電信研究院在其具有自主知識產權的SCDMA無線接入系統基礎上，經過重大技術創新而提出的。
國際上1G、2G和3G中的兩種標準都是頻分雙工（FDD）的，就像高速公路一樣，有上行的路也有下行路，必須相距規定間隔的兩個頻段。當時人們認識到時分雙工（TDD）體制有小區不能大於10公里、運動速度限於120公里/小時的局限性，僅用於數字無繩移動通信系統，而蜂窩公眾移動通信系統所有兩代都是頻分雙工（FDD）體制。
只有以李世鶴為首的一批海歸學子深刻認識到TDD在頻譜效率方面的優越性，大膽採用了智能天線、上行同步和軟體無線電等大量具有自主知識產權的先進技術，綜合開發成CDMA無線接入系統。由於上述3項技術的英文名稱都有S開頭，故定名為SCDMA。
2016年3月14日消息，在4G規模商用1年多之後，中國移動開始計劃關停TD-SCDMA基站，以釋放網路資源用於4G網路的發展。（東方IC）
在SCDMA無線通信技術基礎上進一步使TDD和碼分多址（CDMA）、時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）技術完美結合，獨創性地提出了TD-SCDMA標準提案提交信息產業部香山會議討論，當時參加會議的有二三十人，爭論非常激烈，90%都持懷疑態度。國際標準從來都是外國人的天下，搞移動通信標準，成本非常高，難度非常大，我們國家沒有這個先例，懷疑能否玩得起這個遊戲？在爭議聲中，時任部科技委主任宋直元果斷拍板：「中國發展移動通信事業不能永遠靠國外的技術，總得有個第一次。第一次可能不會成功，但會留下寶貴的經驗。我支持他們把TD提到國際上去。如果真失敗了，我們也看作是一次勝利，一次中國人敢於創新的嘗試，也為國家作出了貢獻。」
至此，香山會議為TD一錘定音。在信息產業部的大力支持下，於1998年6月30日截止那天向國際電信聯盟（ITU）提交了TD提案，這是中國自有電信史的100多年以來破天荒第一次參與國際行動。今天國人回首重新審視，不能不由衷敬佩宋直元等老一輩的高瞻遠矚，膽識魄力，沒有香山會議的正確決策，那麼像周寰、李世鶴少數人的提案就會淹沒在90%懷疑者的爭議聲中！
TD標準的技術優勢
TD提案直面兩年的多次會議考驗，通過國際上對10種地面無線傳輸技術提案分析、比較、篩選、融合，過五關，斬六將，TD才從國際標準大戰脫穎而出，被ITU正式批准為第三代移動通信空間介面標準。通過實踐具有下列技術優勢：
第一，採用TDD技術，它利用了語音通信的特點，當一方講話時對方都是在聽的，因此只用一個下行的路，上行的路是空閑的；還有互聯網的特點，從網上下載的遠遠多於發給網上的，因此也是下行路忙，上行路閑；只要一個頻段，按需分配上行或下行的時間。所以TD有它節約頻譜的天然優勢。
TD-SCDMA只需1.6MHz帶寬；而FDD的CDMA2000需要1.25×2 MHz帶寬，WCDMA需要5×2MHz；其話音頻譜利用率比WCDMA高達2.5倍，數據頻譜利用率甚至超過3倍；且無須成對頻段，便於運營商獲取。
第二，採用智能天線，可降低發射功率，減少多址干擾，提高系統容量；採用接力切換，可克服軟切換大量佔用資源的缺點；採用TDD，不要雙工器，可簡化射頻電路，系統設備和手機成本較低。
第三，採用TDMA，更適合傳輸下行數據速率高於上行的非對稱互聯網業務，符合移動互聯網發展方向。而WCDMA並不適合，不得不在後續R5版本中增加高速下行鏈路分組接入（HSDPA）。
第四，採用軟體無線電，更易實現多制式基站和多模終端，系統易於升級換代，通過TD/GSM雙模終端可適應二網一體化的要求。
同時，TD採取了一系列技術措施，在青島海域組建了覆蓋半徑60公里的大區網，在上海磁懸浮鐵路滿足了400公里/小時高速列車上的通話要求；克服了TDD微區、慢速的局限性。這樣TD不但能夠大範圍覆蓋、高速移動和高速數據，適於獨立組網，而且具有頻譜效率高、適合非對稱業務、性價比高、適於2G網路過渡和技術升級等突出優勢。從而在公眾移動通信領域探尋了一條新航線。
TD十年艱險長征路
TD-SCDMA 從1998年6月30日向ITU遞交提案到2009年1月7日發放牌照，歷經了自主創新的十年艱險長征路。
如果不能集中全國力量，儘快開發出TD系統，就有可能像當時3G標準中的UP-DECT制式一樣成了被束之高閣的紙面文章。由於獲得國家領導吳邦國的高度重視與經費支持，大唐才得以開始研發，在TD產業聯盟成立之前的5年，實際是大唐一家在苦苦支撐起這個「民族」標準。
2002年10月，在發改委、科技部、信息產業部的大力推動下，由大唐等8家企業發起成立TD產業聯盟，在聯盟內部形成了專利共享、共同開發、協同組織的機制，有效解決了產業發展中所面臨的知識產權、共有技術和測試平台建設等問題，降低了企業進入門檻，帶動了更多企業進入TD產業領域，促進了產業鏈上下游企業的密切合作，從而加速了TD產業化的整體進程。
隨著中國TD產品日益成熟，MTNet試驗接近尾聲，歐美利益集團不希望看到中國在高科技領域取得突破，在巨大的移動通信市場上成為他們的有力競爭對手。便不擇手段趁TD發展的產業環境尚未成熟之機，採用各種陰謀詭計，勾結國內的腐敗分子進行阻撓：
2005年遭遇了第一次危機：秘密建設WCDMA網，企圖讓TD「胎死腹中」。
2007年遭遇了第二次危機：北京奧運TD網建設受阻，幾乎「夭折搖籃」。
2008年產生了第三次危機：發放三種3G牌照，導致：「與狼共舞」。[詳見通信產業報總第1115期P12走出TD的三次危機]
中國移動在與狼共舞中成長壯大
TD與狼共舞，會不會敗下陣來，被狼吃掉，還是頑強活下來？值得欣慰的是，在政府的支持下，中國移動運營業與TD產業界通力合作，經過四年的艱辛努力，TD逐步成熟，從2012年下半年開始，顯露出自主創新的優異活力，出現了TD用戶井噴增長、終端款式超越對手的可喜進展。
2012年三大運營商3G用戶都是8千萬左右，而從年底開始，TD像井噴那樣呈爆髮式地增長，2013年一個季度新增的用戶數，竟比中國電信與中國聯通二家之和還要多600萬。
為什麼會出現這種井噴壯觀？TD由於先天基因優良具有新技術與知識產權等五大突出優勢。儘管我國工業基礎較差，TD產業化商品化較晚，不夠成熟，剛發牌照時手機業是有機無芯，網路覆蓋也差，經過4個摩爾周期，中國的晶元業水平大量提升，網路質量也好了很多，特別是知識產權的優勢，進入門檻較低，給眾多國內手機廠商提供了無與倫比的發展智能手機的機遇。
2012年TD手機型號核准數與cdma2000差不多，但遠少於WCDMA，而到了2013年，情況完全反過來了，TD手機型號核准數已經超過了二者。達到了與WCDMA手機同步、同價、同質的目標。WCDMA從2000年日本DoCoMO 開始建網商用，經過14年發展所達到的水平，TD只用4年就趕上了，這在移動通信領域實在是一個奇蹟！
中國通信產業從醜小鴨蛻變為白天鵝
中國移動通信產業丟失了第一代，錯過了第二代，為什麼？在「以市場換技術」方針的誤導下，中國丟失了市場，卻沒有換來技術，沉痛的教訓使人警醒：第三代必須自主創新。
韓國移動通信的發展表明，沒有自主技術終將受制於人，晶元加上提成，一半的錢都被美國高通公司拿走了！我國DVD產業更經受了悲慘的厄運，一部賣500元的DVD要交160元專利費，那還能生存嗎？DVD專利勒索給我們敲響了警鐘。只有解決好知識產權（IPR）問題，才能保證我國3G產業健康發展。全世界不管誰生產CDMA的系統設備還是手機，都要交納大約2千萬元的「入門費」，大頭還在生產廠家必須購買高通的晶元，按銷售額的5％至8％給高通提成。幾年累計即可高達500億元，如果再加上入門費、晶元費，金額之大，更是驚人，中國的3G製造業便有可能被逼到絕境！
經過國內製造業的艱苦奮鬥，2009年前基礎設施的市場佔有率不過20%，移動終端實際不過40%。聯通第一期CDMA網路建設中，我國企業只拿到10%以下的可憐份額！聯通第二期CDMA網路建設中，還是跨國大公司拿到絕大份額。2008年中國移動1000億元GSM的巨額投資，華為中興的設備已經大量出口，質量上乘，價格低廉，深受國際市場歡迎，可是所佔份額合計不到14%，也就是說86%買了比國產昂貴的舶來品。
通過中國推行TD標準的產業化，促成從「系統技術突破」到「產業群體突破」，基本上實現對整個產業的覆蓋，形成從核心網設備到接入網設備、從晶元到商用終端、儀器儀錶等一系列企業組成一條初具規模的比較完整的TD產業鏈。我國的移動通信已經從1G、2G時代受制於人的技術跟隨者逐步變成了並行者，2009年之後在TD-SCDMA的網路建設中，我國企業開始拿到80%以上的份額，完全反過來了，把那些不看好中國TD的國外企業的份額擠下來了，呈現一片欣欣向榮的可喜景象。
幾年累計產值高達15000億元，從而可大大提高我國信息通信產業的水平。達到GDP年增長1800億元、年新增50萬—100萬人就業、IT產品成為第一大高技術出口產品等三大目標。因此，可以說TD開墾了電子信息產業豐收的處女地。
沒有3G突破，就沒有4G同步
中國3G沿著這條自主創新的航線勝利前進，攻克了一個又一個難關，智能天線為發展空分多址（SDMA）技術奠定了基礎；使用光纖拉遠技術解決了9根天線陣與27條饋送電纜的工程困擾；為4G採用MIMO（Multi-In Multi-Out 多輸入-多輸出）天線技術創造了條件。從巴塞羅那的「2009世界移動通信大會」看來：大有將UMB及WiMAX等幾種無線寬頻接入技術一統到LTE（Long Term Evolution，長期演進技術）的趨勢。
LTE按照雙工方式可分為基於WCDMA的FDD-LTE和基於TD的TDD-LTE兩種；我國以TD為基礎的TD-LTE正是沿著這條新航線發展的後續演進標準，先天上繼承了很多TD的優良基因，後天上又恰逢國家高度重視自主創新的年代，受到了中國政府、科研機構、企業和學校等多方關注，通過從2007年起開展的新一代寬頻移動無線網重大專項多年的努力，取得了顯著進展，趕上了時代的步伐，技術上與國際上的FDD-LTE並駕齊驅。2010年5月上海世博園和11月廣州亞運會成功演示了高清晰度視頻、即拍即傳等新業務，取得了理想的測試結果，獲得了國際上業界的讚賞。中國通過TD的演進思路獨立提出的4G方案——TD-LTE Advanced，成為國際電信聯盟的4G標準。
通過規模技術試驗和商用，對TD-LTE的優勢在業界取得下列共識：
(1)在帶寬需求日益增加而頻譜供應日益緊張的情況下，TDD方式的頻譜效率較高；
(2)可利用信道對稱性易於實現智能天線、MIMO等新技術來改進系統性能；
(3)可靈活地支持非對稱業務，更適應移動互聯網的需求；
(4)在物理層與測量檢測等方面具有自身的特點；
(5)其同步機制對於多小區資源與干擾的協調具有自身的優勢。
因此，TD-LTE確實優勢顯著。可以充分發揮我國自主技術的優勢，順應移動網與互聯網結合的技術發展潮流，建設全球最為先進高效的移動互聯網。
幾年來，政府為支持具有自主創新的TD-LTE產業發展已投入數十億元資金支持，並拉動中國企業投入數百億元資金進行產業化開發，大大加速了TD-LTE產業的發展，目前產業已進入規模商用階段。建成全球最大的4G網路，移動互聯網所支持的「新四大發明」遍地開花，全球移動通信市場與FDD-LTE平分秋色，佔據半壁江山，中國通信設備商完成了從跟隨到引領的蛻變。可以說沒有TD-S的突破，就沒有TD-LTE的輝煌！
2018年12月21日，杭州，參觀者在觀看華為利用5G技術推出的智慧機場控制系統。（@視覺中國）
中國5G最強綜合實力來之不易
21世紀頭十年中國當代自主創新有神六、雜交水稻和TD三大標誌。神六是航天領域的巨大系統工程，雖然技術上被國際利益集團封鎖，可是一直受到國家的高度重視，集中了全國的人力、財力與物力在相對安定的環境專心致志進行研究、開發與生產。雜交水稻也是一項艱巨的生物工程，受到外界的干擾也較少；聯合國糧農組織已將推廣雜交水稻列為解決發展中國家糧食短缺問題的首選措施，並在全球累計推廣播種50多億畝，增產糧食5億多噸，每年增產的糧食可多養活7千萬人。
唯獨TD從標準提出伊始就被國際利益集團圍剿，就像紅軍長征那樣，每前進一步，都會遇到前堵後追。為什麼？因為TD開闢了移動通信技術的新航線，開墾了電子信息產業豐收的處女地，歐美利益集團不願看到中國在高科技領域取得突破，成為他們的有力競爭對手，中國巨大的移動通信市場就像唐僧肉那樣讓他們垂涎若滴，因此，必欲置之死地而後快。
「紅軍不怕遠征難，萬水千山只等閑」，TD後繼者也能那樣堅忍不拔，在這一系列飛躍認識的指導下及一系列舉措的扶持下，在「與狼共舞」中逐漸成長，發展壯大，「更喜岷山千里雪，三軍過後盡歡顏」，這必將為中國乃至世界的信息通信譜寫輝煌的篇章，對促進全球信息化方面的作用將可與雜交水稻一樣惠及百姓。
TD的確是一面鏡子，十年艱險長征路，它映照出了一個國家十年中不同階段對自主創新的決策能力、研發能力以及市場環境。作為一面鏡子，絕不是TD十年存在的唯一意義，它的誕生和發展技術上具有開闢新航線，經濟上具有開墾處女地的偉大意義，是中國四十年改革開放中堅持自主創新的一面旗幟，為中國5G最強綜合實力打下了堅實的基礎。
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