从协同论看用TD-LTE一统华夏是上上策

上月时，李进良、金履忠、丁守谦三位国内知名电信专家曾联名发表《致各级领导及仁人志士有关发放4G牌照的公开信》，甫一推出立即引起各方极大关注。为此，IT商业新闻网将邀请这几位专家从今日起在本网陆续推出系列文章，以就此话题继续延展，期望通过与业界的深入交流带来思考与探索的同时，共同推动国内通信事业的进步。以下为系列文章之二，作者是南开大学信息学院教授丁守谦。

前言

自2013/2/28在我的微博及博客上发表李进良、金履忠及我联名的呼吁书：“以自主创新的TD-LTE 4G标准一统华夏，平分天下”，已引起业界广泛的注意，像这种学术论文一般的文章转发量有人估计很难超过100，而在不到十天的时间居然突破700，另有网站及内部刊物直接转载，他们又具有各自的粉丝团，估计能见到此呼吁书的有数十万之众，这是个值得庆幸的事，说明国人对科技的走向及未来的决策表示了十分的关注。特此表示衷心的感谢。“国家兴亡，匹夫有责”。作为处江湖之远的老科技工作者原本只在尽责，在抛砖引玉。却获得了不少的赞誉和拥戴者，有的学者完全同意我们的提法，甚至写入这次两会的提案中，也有小数人对有的问题持怀疑态度甚至反对，这不足为怪，我们有义务对我们的提法作进一步的阐述，并回答他们提出的一些问题，真理会愈辩愈明。适逢《IT商业新闻网》希望能邀请李进良和我成为他们的专栏作家，就中国移动近来建设TD-LTE和即将到来的“4G时代”，提出我们的观点和建议，正好我们可以利用这一平台。于是李进良已于两天前写出了这一专栏的开篇之作“为何建议国内三大运营商均应获得TD-LTE牌照？”沿着历史的轨迹来阐述这一问题，我的这一篇则从更广泛的角度来作些说明。

国际标准在产业领域处于执牛耳的地位

在讨论之前应明确下国际标准在科技中所处的地位。在企业中呆过的人都会知道企业界的各种标准，是各大企业必争的对象，这也是企业发展水平的一个标志。因为行业界早就流行着一种说法：第一流的企业出售“标准”，第二流的企业出售“技术”，第三流的企业出售“产品”，至于来料加工、组装成品的只是不入流的企业。至于标准的顶峰：国际标准，那就不只是代表学术上、实业上的最高水平，还隐含着巨大的经济效益，一种价值巨大的隐形资产，并常常掺合了一些国家政治因素的考量。当然能攀升到这一至高无上的地位所花的代价也是十分巨大的。有人曾对世界著名的十大公司的研究中发现一个新的趋势：无形资产即对技术标准的研发投入和对有形资产投入是20 ：1的关系，这个数字大大超出我们以前的想象。成为一个国际标准要经过国际组织由有关专家经过严格审核，认证一致通过才能达成的。例如1998年，国际电联（ITU）征集3G技术标准方案时要求3G与2G相比要滿足这样一些主要要求：（1）全球普及和全球无缝漫游，（2）具有支持多媒体业务的能力，（3）便于过渡和演进，（4）高频谱利用率。当时各国提出3G标准的方案不少，我国提出的TD-SCDMA经过过五关斩六将终究成为3G国际标准之一，这是我国破天荒地第一次。其他两个是： WCDMA及CDMA2000，前者由欧共体等采用，后者由美国等采用，而我国是唯一的三种制式都采用。由于我囯科技界的共同努力，加上各方仁人志士的支持，在TD-SCDMA的基础上又提出了作为4G标准的TD-LTE，这次可谓顺风顺水，很快就得到国际电联的批准，与LTE-FDD并列为国际4G标准，虽然美国也提出了WiMAX，但成不了气候，搞这方面的人也纷纷改行搞TD-LTE或LTE-FDD。在选定3G、4G国际标准时，移动通信业比较发达的日本和韩国也提出了他们各自的方案均未被批准，由此可看出我们提出的4G标准真是来之不易，岂能有轻易丢失之理！

自主创新的4G国际标准会给我们带来些什么？

现谈谈我国有了自主创新的4G国际标准后会给我们带来些什么？还是先从我国采用自主创新的3G国际标准谈起，我曾著文谈到由此而获得的重大收获总结为4个方面：

1．节约了大量资金由于无需交专利费（一般需交出厂价的5～8%。）及购买国外生产设备，有人根据第一代和第二代手机的情况进行推算由于第三代(3G)有了自主知识产权，为国家至少节约了1万1千亿人民币。这里应补充一点是：美国高通公司曾对CDMA走向商用立过汗马功劳的韩国对它收取专利费也毫不手软，韩国需要支付相当于手机价格20%的专利费。到2012年，中国移动的TD-SCDMA终端销量达到了6000万部，其用户約占全国用户的40%。今年制定了翻番的目标。“TD-SCDMA终端不需支付知识产权费，其价格优势已经开始显现。”

2．培养了大批创新人才这属无形资产，不好量计，但其意义更不可低估。由于是采用新的制式(标准)是前人未硏究或很少涉猎过的，不得不自已动手。这点特别表现在智能天线的设计上，这是我们的3G制式中所特有的部分。如果没有自己的制式，科技人员大都只能按原先的套路进行，创新方面就缺乏锻练的机会。

3．增强了国人对自主知识产权的重视表现最突出的是华为和中兴。2012年3月5日，世界知识产权组织(WIPO)公布了2011年全球专利申请情况，中国企业中兴通讯凭借2826件PCT国际专利一举超越日本松下(2463件)，跃居全球企业国际专利申请量第一位。华为以1831项专利申请名列全球第三。

4．为我国自主创新的TD-LTE成为4G的国际标准铺平了道路原来TD-LTE与TD-SCDMA有一定的继承延续性。TDD的时分双工方法比FDD频分双工的方法有不可替代的优点，特别是频率资源特别紧俏的4G时代，可以灵活地调整上下行资源的分配，故順风顺水地成为国际4G标准之一。

由我国TD-LTE成为4G国际标准后又会得到怎样的收获呢？我想不必另外书写，上述4方面的收获同样成立，而且只会有过之而无不及，但第4条要略作修改：“为5G的国际标准铺平了道路”，因在囯际、国内现已开始了5G的讨论了。我想等到用TD-LTE一统华夏，平分天下的目的一经达到，就应补上一条：5.我国已从电信大国变为电信强国了！

像彩电一样一个国家一种制式

对一个公用的大系统，无论从技术的角度来说还是从人们的消费、交流等角度来讲，抑或是从节约物质和能源而言，最理想的境况就是全世界只用一种公认的制式，最节约人力物力，也最方便大众。终究只有一个地球！这也就是国际电联等国际组织所追术的目标。只是后来由于各利益集团的角逐，不得不退而求其次，彩电及第三代移动通信（3G）均出现了三种不同的制式。这是一种没有办法的办法。这样做是不得已而为之，而不是一个必然趋势。不言而喻，在一个国家内采用一种制式是最为合理的。彩电的技术比手机发展得比较早，世界各国早就是这样做了。手机发展得较晚，在1G、2G时代吃尽了制式不统一的苦头，国际电联决定在3G数字化时代经过角逐将十种提案融合成三种制式让人选择。终究我国TD-SCDMA成为其中之一，这可是个破天荒的大事，理所当然地应放心大胆地选择这具有自主知识产权的制式来发展我国的3G，这就是李进良和我以及其他志同道合者的主张，由于种种客观上及主观上的原因，遗憾地我国终于在全球唯一地三张牌照都发，幸喜争取到15项优惠政策而且让最有实力的中移动专搞TD-SCDMA，经历过三次危机之后终于取得现今之成果，而且还在4G的标准中占一席之地，不得不让国人振奋，但也由于三种制式都上在过渡到4G的道路上也留下些隐患。通过TD产业联盟秘书长杨骅的一段谈话中，他认为：“LTE-FDD与TD-LTE技术上相似，只是收发模式不同，两者技术成熟性相当。之所以认为LTE-FDD产业成熟性更好，是因为FDD终端2模3模就上市商用了。而中移从未来网络融合发展的趋势及推动一款终端实现全球漫游的考虑，要求终端要具有5模12频的能力。因此，TD5模终端还需一段时间。可见产品成熟与否与需求相关”。如果3G时代我们也像欧共体一样只用一种制式，那么4G的终端也就用不着5模12频而可以做成像他们一样简单的4G终端上市，与他们的差距就会愈来愈小了。[!--empirenews.page--]

其实，在不少人的心中存在“我们的技术不如人”的疑虑，在2G进入3G时代，确实是有些不如人，这也沒什么大惊小怪，因为我们从来沒有由一种理论的书面标准走向现实的3G系统的经验，产业链也毫无基础，加上当时的犹豫不决也躭误了不少时间，确实存在有差距，但也终于赶上来了，在国内三种制式共存的十分不利的竞赛中，终于存活下来，而且还显现出一定的生命力。终究走到由3G向4G过渡的关节眼上，还能首倡中国自己提出4G标准，各种情况顺畅得多了！差距是还有一点，但比起3G时代来是小得太多，并可以说是今非昔比了。何况我们的4G标准还保存有频谱优势的先天基因，就这点比起另一4G制式的LTE-FDD处于上风，何况现代是处于一种频率资源十分稀缺的年代。

从网络定律看统一的倍增效应

我们为什么一直主张只建一种标准的网呢，因为这样一种全国性的大网动辄以千亿元计，故建一种网是最节约的，免得重复建网所带来的浪费。如采用两种网，除选址有些困难外，各个网就要争取各自的用户终端，总用户是一个定数，因此是由这两个网来瓜分，暂按平均分配吧，就只能各自拥有二分之一的用户，要开发生产二类不同的用户终端。按麦特卡尔夫定律（Metealfe’Law）网络的价值同用户数的平方成正比，即增加N个联结能够创造出N平方的效益。其所获效益不是我们直觉中那样降低为原有的二分之一而是平方关系，即只有原有的四分之一了。羊毛出在羊身上，到老百姓的实惠就只有原来的四分之一了。这层损失大众往往被蒙在鼓里。对几个运营商统一地发一种4G牌照，集中起来建一种全国的大网这样速度不就更快了吗？由于中国的通信市场的潜力很大，大到什么程度呢？等于4个欧盟，5个美国，10个日本，27个韩国。于是各个运营商仍可分配到相当大的份额，囯外的厂商对这样一个庞大无比的市场早已垂涎欲滴，也会纷至沓来，甚至是不请自来发挥他们的技术优势而获得所期求的利益。服务于这一制式的终端不只是国内厂商能做，国外的厂商也能做，因为TD-LTE是国际标准，技术参数是公开的，可凭借其技术优势而参加囯内的竞争，会使得终端更趋繁荣，正像国内的彩电一样，日、韩的产品还少吗？都是我国认定的唯一制式PAL制，也促进了我国彩电的迅猛发展，从而也产生了能与之抗衡的长虹、海信等企业的崛起。

上月时，李进良、金履忠、丁守谦三位国内知名电信专家曾联名发表《致各级领导及仁人志士有关发放4G牌照的公开信》，甫一推出立即引起各方极大关注。为此，IT商业新闻网将邀请这几位专家从今日起在本网陆续推出系列文章，以就此话题继续延展，期望通过与业界的深入交流带来思考与探索的同时，共同推动国内通信事业的进步。以下为系列文章之二，作者是南开大学信息学院教授丁守谦。

如果允许我国也同时建另一个LTE-FDD的4G网，情况就大不一样，先撇开重复建设所引起的浪费不说，国外厂商会竭尽全力首先帮助建好其LTE-FDD网并配以相应的终端，并利用其技术优势及起步较早的优势会将我国的TD-LTE及其相配的终端边缘化，正像我曾说过的一样：不是“与狼共舞”，而是“引狼入室”。上述的这一幕不是在3G时预演过吗？iPhone与中移动的谈判老是搁浅，我想是与当时的背景有关，如果当时统一都用TD-SCDMA，也许谈判早就成功了，说不定这些“果粉”们拥有的就是这种TD iPhone，而不必另搞什么“越狱”之类的捞什子！我们不希望这段历史在4G时代重演。

从系统论分析TD-LTE终将与LTE-FDD并驾齐驱

可能还有人顾虑在未来我们的TD-LTE能与国外的LTE-FDD一样好吗？亊物总是发展的，除了前面我们已看到从2G至3G以及由3G至4G的发展，在改革开放的思潮的指引下，通过科技人员及各仁人志士的努力是有能力做到这点的，甚至还可以超越！因如上述我们还具有频谱优势的先天基因，在4G时代尤显重要。我们还可以从系统论［注］的角度进行些分析。无论是显示系统或是通信系统，它们都属于大系统，大系统一般具有五大特征或共同点，此即系统的同构性：即它具有整体性、层次性、相关性、目的性和动态性。它们都会遵循共同的原理。不妨从大家也很熟悉的显示系统说起，现代的彩色电视的发展过程与我们现在所谈的移动通信系统十分类似，它也有世界公认的3种制式：NTSC、PAL、SECAM，可供各国选择采用，各国都是根据各自的需要，只采用其中的一种制式（我国选的是PAL制），最终都发展得挺好，很难说谁是最好的，各有千秋。这正满足系统论中的所谓的“等终极原理”，即对一个开放系统，虽初始条件不一样，过程也不同，但可以有一个同样的结果，达到同一目的，所谓条条大路通罗马也就是这个意思。因为手机和彩电的发展同样是属于一个大系统，是具有同构性的，遵循同样的发展规律，而彩电的发展先于手机，成熟得较早，因而它的一些历史经验十分值得借鉴，也就是说在未来无论采用那种制式，都有可能最终达到很好用的结果。

我国政府首次在国际场合公布频谱规划方案!——中国已经决定将2.6GHz频段的2500-2690MHz，全部190MHz频率资源规划为TDD频谱。这样就可以让人放心大胆地干，同时也有人猜到发4G牌照比原预想的时间会提前。由于我们提倡的是采用唯一制式，所以只能发一种牌照即TD-LTE，而且应该三家：中移动、中电信、中联通同时都发，集中力量可以早日实现遍及全国的TD-LTE网，这应当发挥其“协同”的合力，同时也可经营各自的业务，这有利于竞争，不致导至独家垄断。这样就有可能与LTE-FDD并驾斉驱，甚至利用频谱优势的先天基因，说不定还能略胜一畴！

按协同论出牌只发放TD-LTE一种牌照是上上策

现在又到了要发4G牌照的前夕，几位移动通信的头面人物也纷纷亮相。中国移动董事长奚国华近日表示，该公司计划在2013年将建造20万个基站，使4G网络覆盖到全国100个城市，覆盖人口超过5亿。而4G终端采购量也将超过100万部。他表示，中国移动4G业务目前试验情况非常理想。对于市场普遍关注的4G牌照发放问题，他表示取决于政府的态度。

过去一直处于低调的中国联通董事长常小兵新近呼吁政府尽快发出4G牌照，尽快明确4G政策。关注着这一事态发展的仁人志士也正在热议中。[!--empirenews.page--]

于是决策者手中的这张王牌：“4G牌照”所包含的内容以及何时出牌至关重要。

我们三人所期盻的内容十分明确，正如呼吁书中标题：全国3个运营商都只发放TD-LTE一种牌照。

上月时，李进良、金履忠、丁守谦三位国内知名电信专家曾联名发表《致各级领导及仁人志士有关发放4G牌照的公开信》，甫一推出立即引起各方极大关注。为此，IT商业新闻网将邀请这几位专家从今日起在本网陆续推出系列文章，以就此话题继续延展，期望通过与业界的深入交流带来思考与探索的同时，共同推动国内通信事业的进步。以下为系列文章之二，作者是南开大学信息学院教授丁守谦。

而且还应表态得十分坚决，让国内外明白得愈早愈好！应有这种破釜沉舟的勇气！因此我们认为只有这样才是上上策。这样最高决策者也将更省事，死死抓住这一点就行，由于方向明确，不切实际的幻想将被破灭。我们不妨利用协同论的观点进行一些分析［注］。20世纪中叶，西德的海尔曼·哈肯（Hermann Haken）正是对激光的硏究而受到启发，于1969创立“协同学”（Synergetics），它源于希腊文，这个词的含义就是“协同工作之学”。他看到无生命的物质也能自发组织产生富有意义的新态。他看到各部分像一只看不见的手在驱动排列；另方面正是这些个别系统通过其协同作用又反过来创造这只看不见的手，这只看不见的手有个科学的名词称为“序参量”，它又支配各个部分，其“支配原理（Slaving Principle）”在协同学中起核心作用。通过它使结构的形成总是以某种方式必然沿一定的方向进行，而现在决策手中的这张王牌就相当于具有最大权重因子的“序参量”，通过其 “支配原理”以及发挥协同学中的自组织力量可以像由普通光波形成激光一样，产生一种巨大的力量，将会像滚雪球一样倒向支持TD这边，TD产业链将会开足马力滚滚向前。一统华夏、平分天下的愿望指日可待。

［注］有关系统论、协同论、耗散结理论在参考文献4中有较详细的论述。

参考文献

1.李进良：创新的忧思—透视中国3G技朮发展 知识产权出版社 2006.8.

2.汪涛：TD-SCDMA的发展前景和定位分析

3.丁守谦：髙清晰度显示技朮的回顾与展望 囯际学朮动态 1993.2. P6

4.丁守谦：创新的呐喊－让中国3D与3G比翼高飞 知识产权出版社 2011.7.