浅谈CDMA技术的起源和消亡

1985年，在美国圣地亚哥某Pizza店楼上的一个小房间内，气氛庄严而凝重。

“取鸡狗马之血来！” 艾文·雅各布斯博士神情严肃，目光如炬。昏黄的灯光照射在他的身上，在雪白的墙壁上投射出巨大的影子。

六位兄弟，围着那盛血的铜盘站成一圈，依次捧起一抔殷红的鲜血，缓缓地涂在嘴唇之上。他们本来自五湖四海，为了同一个目标，义无反顾地走在了一起。

“今日，我们歃血为盟，共创高通，誓为全球苍生提供高质量通信服务！”艾文·雅各布斯博士念完誓词，七双大手紧密地握在了一起。

“吾等基业，万古长青！”这铿锵有力的喊声穿透那简陋的小房间，直冲云霄。

这一年，据言有人发现中国深圳的天空中有两条金龙在盘旋飞舞，气吞山河，道道金光射冲斗府。天有异象，必有大事发生。果不其然，是年，中国通信巨擘中兴通讯在深圳成立。而华为，则还要晚上两年。

就像汉高祖斩白蛇起义的传说一样，主角在功成名就真正拥有主角光环之后，其身上发生的故事也就丰富多彩且神奇了起来。

实际上，没人知道在高通公司成立时，艾文·雅各布斯博士和另外六位联合创始人到底说了什么，做出了什么样的计划。只留下了下面这张照片。

中间穿黑西装的就是带头大哥：艾文·雅各布斯博士

无论如何，高通公司是正式成立了。正是这家公司创造了本文的主角CDMA，并铸就了它的辉煌，同时也为CDMA的过早消亡埋下了伏笔。

好，下面我们正式开始。

01.高通的诞生和CDMA的扩张

话说高通公司成立之后，艾文·雅各布斯博士慧眼识珠，敏锐地嗅到了一个被冷落多年的技术——CDMA的价值，并将其作为公司研究的最主要方向。

当时的移动通信业界正值2G蓬勃发展时期，各大运营商正在疯狂的建基站，然而大多数人都选择用基于FDMA+TDMA的GSM技术。高通提出的CDMA技术，当然直接被无视。

但是高通并没有放弃，经过高通坚持不懈地验证，人们才终于认识到CDMA技术的优势：通话质量高，手机功率小，网络运营成本也更低。于是，累累硕果朝着高通扑面而来。

1993年，CDMA终于被公认为行业标准。

1995年，第一个商业性CDMA网络系统在香港建立。同年，CDMA技术在韩国得到大规模商用。随后，日本、美国、澳大利亚等国家也相继跟进。

1996年，美国也建立了第一个CDMA网络。

1997年，中国的CDMA实验网建成。之后经过联通和电信的多年经营，中国成为了全球最大的CDMA网络。

1999年，国际电信联盟把CDMA选作3G的基础技术。

……

总而言之，在高通的努力下，CDMA从最初的技术构想变成了可以和GSM分庭抗礼的一个全球性通信技术标准，CDMA通信网络也在全球各地被建立起来。

而高通，通过大量的研发投入，此时已经积累了3900多个CDMA专利，处于事实上的绝对垄断地位。

起初，高通是产业链通吃，既授权专利，还设计芯片，又造手机，甚至还造基站，形成了产业链的闭环，俨然一个CDMA帝国。

可是，随着CDMA的发展繁荣，很多厂家开始造CDMA手机和基站了，但他们顾虑重重。因为作为高通的直接竞争对手，他们随时可以被高通用专利来卡脖子，丝毫没有安全感。

于是，高通在2000年作出了一个重要的决定，将手机业务卖给了日本的京瓷，并把基站等系统设备业务卖给了爱立信，自己专注于芯片设计和专利授权。

正是这个决定，让高通站在了CDMA产业链的最上游，任何想使用CDMA技术的公司都必须向它交钱，相当于是拥有了至高无上的话语权，可以说是予取予求。

在3G时代，三个主流通信标准中的WCDMA和TD-SCDMA的底层技术都是CDMA，另外一个CDMA2000直接来自高通对CDMA 2G的演进。可以说，CDMA技术统治了3G时代，而这背后的统治者就是高通。

于是，专利授权成了高通最主要的收入来源。

2014年，高通的净利润的70%都来源于专利许可费。高通甚至还在总部一层和二层建了专利墙，上面赫然挂着1395份CDMA专利，彰显着高通公司的荣耀，也是高通赚钱的法宝。

本来呢，由于其实高通在研发上投人巨大，收取专利费也是业界通用做法，大家都认可。但高通在收取的方式上别具一格：不是按照专利使用的数量来收，而是一律按手机售价的5%来收，被业界称为“高通税”。这就有些不太合理了。

比如说，你手机买100块，就得给高通交5块;

你手机买1000块，就得给高通交50块;

你手机买5000块，就得给高通交250块。。。。。。

其实，5000块的手机和1000块的手机里面用到的高通专利是一样的，为什么要多交专利费呢？手机多卖的4000块钱跟你高通有毛关系？然而高通并不准备讲道理，5%照收不误，不想交？有本事就别用我的专利啊。

为此苹果老大库克杠到：“高通在标准专利方面表现非常出色，但这只是iPhone的一小部分。高通的技术与显示器、Touch ID或无数其他的创新毫无关系，这些都是苹果的发明。所以我们认为这是不对的，对此我们采取了原则性的立场。”

高通这样的做法，使其成为了行业公敌，都恨得牙痒痒，于是就打官司呗。因此高通也成为了参与诉讼最多科技公司，很多人称在高通的员工里，律师比工程师还多。

这种竭泽而渔的做法，让高通成长为无可替代的行业翘楚，但同时也让CDMA这个原本非常优秀的技术蒙上了层层阴霾。

从巅峰到低谷，往往只有一步之遥。

02.4G的诞生和CDMA的边缘化

2007年，WiMAX被国际电联接纳为继WCDMA，TD-SCDMA和CDMA2000之后的第四个3G技术（号称3.5G）。

WiMAX的诞生在业界掀起了一股风暴。其20MHz单载波2x2MIMO的下行理论峰值速率可达110Mbps！甚至，如果单个用户可以独占全部信道的话，峰值速率竟然能达到惊人的1Gbps！

这下3GPP慌了，这还得了，自己的亲儿子，WCDMA跟TD-SCDMA这俩3G兄弟在WiMAX面前完全不堪一击啊，得赶紧搞出新一代的4G技术来战斗了！

那么，4G该选用什么基础技术呢？

这个基础技术，就是该怎么样把有限的资源分给尽可能多的用户去用，最大限度地提升资源利用率。那么到底有哪些资源可以分呢？

最容易想到的资源是频率和时间。

移动通信是使用一定频率的电磁波来传输数据的，如果我们把一段频谱划分成一个个小块，不同的用户就可以使用不同的频点来独立收发数据。这种方式就叫做频分多址，英文Frequency Division Multiple Access，简称FDMA。

在FDMA中，我们可以把频率资源想象成一块地皮，在上面盖起多个小房子，给要打电话的每个用户都分上一个房子，大家各自在各自的房子里打电话，隔音效果自然很好，互不打扰。

如果我们换一种思路，所有用户都使用相同的频谱，但是在不同的时间上轮流发送数据，这样也能把用户区分开来。这种方式就叫做时分多址，英文TIme Division MulTIple Access，简称TDMA。

在TDMA中，我们同样把频率资源想象成一块地皮，但是上面只盖了一间大房子。如果多个人都要打电话，那么对不起，大家按时间轮着来。甲进去说两句再出来，乙再进去说他自己的，然后到丙。虽然每个人每次用的时间很短，但每次都能独占一间大房子。

这时就有人想到，既然都已经在频率资源上盖好一间大房子了，那为啥不让大伙一同进去用呢？这样最大的问题是，这么多人一起说话，咋分清哪句话是谁说的呢？于是，有工程师想到：让这些人都说不同的语言，也只能听懂自己的语言，这样不就区分出来彼此来了吗？

这种“用不同的语言来区分用户”的思想就是码分多址。技术上码分多址用来区分用户的不再是频率或者时间，而是第三个维度：“码”，也就是Code。因此码分多址的英文Code Division MulTIple Access，简称CDMA，也就是本文的主角。

然而2G的GSM标准就已经在使用FDMA+TDMA技术了，把这俩货用在4G上必然满足不了需求;并且，现在业界都在想方设法地避开高通专利的“魔爪”，除非逼不得已，CDMA技术也是断然不能选的。

根据香农定理，想提升无线通信的速率，要么从扩大频谱带宽着手，要么从信噪比着手。可是信噪比已很难有提升的空间，最容易实现的就是增加频谱带宽，用带宽去换速率。3G的WCDMA的载波带宽是5MHz，4G就把带宽给增加个几倍，不信速率上不去！

可是，如果通过提升频谱带宽来提升数据传输速率，必然导致码元速率的提升，码元速率上去了，就导致码元周期的缩短。码元周期一缩短，无线通信中的多径传播问题会带来致命的符号间干扰。这可咋办？

于是，3GPP决定师夷长技以制夷，从WiMAX那里学来了OFDM技术。OFDM的全称是Orthogonal Frequency Division Mulplexing，中文叫“正交频分复用”。

OFDM其实是一种特殊的FDMA形式，它的各个不同频率的子载波是正交的。也就是说，对于两个相邻的子载波，当子载波1位于波峰时，子载波2的振幅刚好是零;相反，当子载波2位于波峰时，子载波1的振幅刚好是零，因此它们之间没有干扰，可以部分重叠，实现比FDMA更为紧密的频分复用。

OFDM技术的优势是，可以采用串并转换技术，将原来的大带宽，高码元速率，低码元周期的数据流承载在多个小带宽、并行的、低码元速率、高码元周期的子载波上，在大带宽下比CDMA在实现起来更加方便。

并且，由于OFDM技术很早就出现了，只是因为早期的硬件限制而无法得到规模应用，相关的专利已经过期，没有像CDMA一样的专利问题。近年来的数字信号处理器件的迅猛发展让OFDM实现的难度大幅降低，因此成为了4G技术的不二之选。

在OFDM和MIMO技术的基础上，3GPP提出了LTE标准。各路不堪忍受高通CDMA专利压榨的各个厂家纷纷投奔LTE，弃CDMA如敝履。毕竟LTE的话语权比较分散，不存在一家独大的情况，有钱大家一起赚，其乐融融。

高通当然不愿意放弃自己的主场CDMA，它本来是打算带着3GPP2搞自己的4G标准UMB（也就是CDMA2000的下一步演进目标）的。可是，没人敢往新的火坑跳，UMB根本没有厂商愿意参与，彻底沦为了孤家寡人。高通感觉坚持下去毫无希望，只能放弃UMB标准。

平心而论，UMB标准不但延续了CDMA技术，也把OFDM和MIMO很好地引入进来，融合了CDMA和OFDM各自的优势，从技术上来说应该是一个非常优秀的系统。最终胎死腹中，只能说是造化弄人。

至此，CDMA技术停滞在了CDMA 1x和3G标准EVDO，向前演进的道路已经断绝。随着4G乃至5G的汹汹而至，等待CDMA的，只能是缓慢的消亡了。

03.中国：全球最大CDMA网络的终结

2008年，中国联通将CDMA网络以及2800万用户（运营这么多年才2800万）整体出售给中国电信，中国电信喜获移动通信牌照，开始接手CDMA网络的运营。

彼时，CDMA手机少，价格贵，然而中国电信没有办法，面对如此困境，只能去塑造“天翼”品牌，强推“全网通”手机。电信曾经给上百家手机厂商下了100万的手机订单，但最终迟迟只提供了27万，结果电信很多营销活动都没办法开展，时任电信总裁的王晓初在会上公开质问供应商：你们汗颜不？

但就在这样的困境下，2011年，中国电信的CDMA网络已突破一亿户。凭借一己之力，电信竟能重塑整个CDMA终端生态，让这个“非主流”制式成为主流之一。这是CDMA在全球最后的高光时刻。

2013年，工信部正式向三大运营商发布4G LTE TDD牌照（2015年，中国电信和联通又获得了4G LTE FDD牌照）。历史的车轮滚滚向前，无法向4G演进的CDMA，只能被迫走上退网的不归之路。

2016年，中国电信启动800M频谱重耕，压缩CDMA载波数量，推进4G全网覆盖，加速用户的数据业务从3G制式CDMA2000向4G LTE迁移。

2018年底，中国电信宣布全国各省市均已支持VoLTE业务。至此，打电话再也不需要CDMA 1x的支持了，直接在LTE上即可完成，为CDMA退网提供了条件。

2019年初，电信在800M频谱上再获1M带宽，并被允许开通4G LTE以及NB-IoT和eMTC等物联网新技术。CDMA至此彻底成为网络演进的绊脚石：5G要来了，打电话和上网4G也都能搞定，NB-IoT还对800M频谱垂涎欲滴，还要你CDMA做啥？

终于，在2019年底，5G正建设地如火如荼之际，电信的一纸文件，终于正式宣告了CDMA的宿命：从2020年起，所有5G终端不允许存在CDMA频段和制式，同时要求不允许存在VoLTE开关。

虽然这个文件只是要求5G手机不得支持CDMA，但无疑是CDMA加速退网的重要举措。从此CDMA用户只会流出，不会有任何流入，终将干涸为一具死寂的空壳。