日本大阪松下控股公司（“松下”）8月9日宣布，已就其在蜂窝通信领域的标准必要专利（SEP）对小米和OPPO提起诉讼。松下预计，相关行动将在德国、英国、新成立的欧洲统一专利法院（UPC）和中国并行开展。

松下是公认的WCDMA和LTE标准的技术贡献者，并因其贡献而持有大量SEP。通过真诚的双边讨论，松下成功地与在全球范围内与小米和OPPO竞争的公司签订了许可证。这些许可证使松下能够维持其全球研究计划，以提高生活质量和促进社会发展，这是推动其企业使命的基本目的。

这些行动是在与小米和OPPO进行了多年的双边谈判后做出的，但没有达成决议。这是松下第一次看到有必要启动与其蜂窝通信SEP相关的行动。

什么是蜂窝网络？

蜂窝网络被称为移动网络，又可分为模拟蜂窝网络和数字蜂窝网络，主要区别于传输信息的方式。名字的缘由主要是由于网络覆盖的各通信基地台的信号覆盖呈现六边形，形似蜂窝，因此被称为蜂窝网络。

蜂窝网络组成主要有以下三部分：移动站，基站子系统，网络子系统。移动站就是网络终端设备，比如手机或者一些蜂窝工控设备。基站子系统包括移动基站、无线收发设备、专用网络、无线的数字设备等等。子系统可以看作是无线网络与有线网络之间的转换器。

蜂窝网络为我们所了解和喜爱的许多事物提供了骨干，使我们能够访问互联网、乘车、与朋友联系、购物、观看视频等。除了众所周知的个人应用外，蜂窝网络在许多物联网应用中也起着至关重要的作用，并且在不断发展。

蜂窝技术的演进历史与高通有关

从1G到数字通信

美国早期的蜂窝网络是基于先进的移动电话系统(AMPS)标准，这是一种模拟技术，与以前的移动电话系统(MTS)相比，它提高了蜂窝网络的容量。一旦美国人意识到了在旅途中携带手机的便利，他们就不再希望受到固定电话的限制。这开启了手机使用的最初闸门，促使移动运营商争相安装更多的信号塔来增加容量。然而，运营商很快意识到，增加基站的成本太高，难以持续，因此他们要求联邦通信委员会(FCC)分配额外的频谱。然而，新频谱只是一个短期的解决方案，它要求运营商寻找一个长期的解决方案来满足不断增长的需求。

蜂窝网络是模拟的，而蓬勃发展的计算机世界是数字的。为了让手机产业蓬勃发展并成为大众技术，它必须找到一条通往数字世界的道路。当时，没有多少人预见到刚刚起步的蜂窝技术会与计算机行业融合，创造出今天的数字世界。几乎没有人探索过将数字通信作为移动电话的可行解决方案，这为高通创造了一个机会，让它可以将自己在开发军用和卫星系统数字通信方面的经验应用于移动电话。这使得手机行业引入了一种叫做码分多址(CDMA)的技术。

CDMA，一个新颖的想法

为了支持蜂窝网络的发展，蜂窝通信行业协会(CTIA)认为有必要制定一种数字无线标准，以提高容量和质量。作为回应，高通提出了一种基于CDMA的新技术，但人们对此知之甚少。CDMA采用的是扩频技术，这是一种复杂而又截然不同的技术，不同于更为人所知的接入技术:分频多址(FDMA)和时分多址(TDMA)。在CDMA中，具有唯一编码的多个用户共享一个单一的宽带信道，这显著增加了容量。

在CDMA中，每个用户的数据都有一个独特的代码，使得许多用户可以共享一个单一的、宽带宽的信道。

许多运营商很难将CDMA可视化，更不用说相信它能在“现实世界”中工作了。一些“专家”认为，它太过新生，无法进行商业扩张。虽然CDMA理论上的好处是令人印象深刻的，但几个技术障碍限制了它被考虑用于蜂窝通信。首先是传输功率，也被称为“远近问题”。“发射塔附近的CDMA用户的传输功率可能会把所有人都挡在更远的地方。”第二个挑战被称为“单一渠道问题”。“在所有发射塔上使用同一信道，位于发射塔之间的设备可能会对连接到另一座塔的用户造成干扰。”第三个问题是系统获取时间，即设备接通电源后找到网络所需的时间。

高通为此开发了解决方案来克服这些和其他挑战，如快速功率控制，软切换和使用GPS的通用导航信号。然而，当高通推出这些解决方案时，TDMA已经站稳了脚跟。电信工业协会(TIA)和CTIA已经宣布TDMA作为数字通信的蜂窝标准。这对高通是一个重大打击，业内领先专家预测高通和CDMA将提前退出;他们认为CDMA将仅限于军事和卫星通信或学术界。然而，Jacobs和他的团队认为，CDMA是蜂窝标准的正确长期解决方案，因为它将提供更高的容量和更好的服务质量。对运营商来说，这意味着满意的用户和为更多用户服务的能力。高通继续研究和改善CDMA，并坚持和有说服力的演示，向政策驱动和监管机构，最终他们成功说服FCC允许任何运营商选择部署CDMA。

3G和移动互联网

当国际电信联盟最终确定IMT-2000(俗称“3G”)的要求时，CDMA作为首选技术的地位超越了美国和韩国。作为3G的一部分，高通在CDMA 2000标准中提高了CDMA的速度和容量。欧洲和日本开发了一种3G CDMA标准，称为宽带CDMA (WCDMA)。尽管CDMA 2000与WCDMA略有不同，但这两个标准机构仍致力于协调关键方面。经过多年的技术投资和发展，CDMA被采用为全球蜂窝标准，这印证了高通的早期愿景。

尽管在20世纪90年代，语音通话是最主要的手机服务，但高通一直在为高速数据应用奠定基础。“进化数据优化”(EV-DO)引入了一种基于IP分组的网络设计，使高速移动宽带服务成为可能。EV-DO采用了来自计算机行业的网络技术，背离了长期以来用于电话服务的电路交换标准。在其他创新中，EV-DO提供了一种被称为“机会调度”的增强功能，这在先进的蜂窝技术中仍在使用。机会调度使用更小的数据包，在无线电条件最优时在设备和基站之间“机会地”交换。通过升级到EV-DO，移动终端可以使用多个RF载波与网络通信。为了实现这些功能，高通设想将蜂窝调制解调器与强大的图形处理器结合起来，使移动电话成为掌上电脑。在高速分组访问(HSPA)中集成关键技术时，验证了EV-DO结构的成功。

在推动其技术发展的过程中，高通意识到，无线技术只有在他们建立整个生态系统时才会成功。除了提高网络数据容量，EV-DO/HSPA是数字连接世界的先驱，无论是人还是“事物”。这一功能使一类新的应用程序在今天越来越多地出现:高速浏览、具有丰富媒体体验的多媒体交换、低延迟游戏和多播。移动性与互联网的连接消除了桌面浏览和游戏的限制，创造了一种我们现在认为是正常的社交和互动体验。

EV-DO/HSPA基于IP的体系结构为应用和服务的推出提供了一种灵活而经济的方式。这对运营商来说是一个巨大的好处，使他们能够提供服务并从中获利。点播视频和音乐流媒体正在被引入，这加速了移动设备上的数据消费。3G改变了消费者对手机的期望，重新定义了手机。互联网连接正迅速成为一种必需品，EV-DO创造了使能技术。它的基于IP的架构最适合支持高数据速率，并且可以与语音服务一起部署，让消费者两者兼得。

4G和智能手机

CDMA已被证明对于高达5MHz带宽的信道是非常有效的。对于大于10MHz的信道，正交频分复用(OFDM)可作为效率更高的另一种访问技术。OFDM使用多个窄带子载波，分布在一个较宽的信道带宽上。认识到需要加强其在OFDM方面的能力，高通在2006年收购了Flarion Technologies，Flarion为4G/LTE提供了框架。

语音、宽带互联网和其他数据服务的普及，以及这些行业的融合，为新的服务提供了机会，这也大大提高了支持这些服务的能力。低功耗计算变得非常重要，因为蜂窝调制解调器、嵌入式摄像机、图形和多媒体被捆绑在一起以支持多媒体应用程序。这是高通曾预期的另一种能力，2002年高通首次推出了集成低功耗计算的移动设备。

更高的数据速率(远超过50mbps)和更快的连接速度是4G时代的特点。智能手机及其衍生的应用程序需要更高的数据容量。额外的天线集成了上行和下行，引入了MIMO技术，通过创建多个正交的数据流(称为层)来显著提高数据速度。MIMO可以在不需要更多频谱的情况下提高频谱效率，扩展网络以支持更高的数据速度。

4G于2010年推出，4G使运营商能够结合其现有的3G网络提供基于OFDM的服务，创造了扩展其作为无线互联网服务提供商的商业模式机会。这种同时支持CDMA和OFDM的网络和设备的融合，使运营商能够根据请求的服务和位置分配最合适的接入技术——3G CDMA、4G、蓝牙或Wi-Fi，为用户提供了更加无缝的体验。4G的迅速普及带来了一个“互联世界”，数以亿计的设备相互通信，交换数据，为用户提供前所未有的生活方式改变。“物联网”(IoT)一词是在家庭、企业、交通、能源基础设施、农场、医院和零售商店的移动物联网连接中，用户发现自己与周围世界的事物连接起来。4G的全IP架构、固有的安全性和全球快速普及，进一步激励应用程序开发人员使用移动设备创建创新业务，Uber和Lyft就是经常被引用的例子。

随着4G继续发展能力(这是LTE-Advanced和LTE-Advanced Pro的路线图所定义)，对下一代移动网络5G的需求最初遭到了质疑。高通是早期的支持者。与CDMA一样，中国将5G视为未来10年的创新平台，它可能推动全球移动设备使用方式的重大转变。为了支持应用程序的持续激增和培育尚未构思的用例，高通认为5G可以统一多种多样的频谱和部署场景，一个可以横跨不同应用程序扩展的场景。

2015年，5G的最初要求被公布为IMT-2020标准，电信行业开始定义无线网络解决方案，以满足核心需求，包括超高速数据速率、超低延迟和与海量连接。高通与由标准机构、监管委员会、运营商、移动设备和基础设施制造商以及技术合作伙伴组成的移动生态系统合作，定义了成为第一个5G体现的标准。5G新无线电(5G NR)设计用于处理广泛的服务、部署和频谱波段;为此，它使用了在3G和4G中建立的许多功能:运营商聚合、OFDM和MIMO。在R15中，它是第一个定义5G实现的标准，3GPP定义了NR的基础，包括高通开创的五种功能:一个灵活的时隙框架;可扩展的OFDM空中接口;先进的信道编码;大规模分布式天线;以及使用mmWave频谱进行移动和固定无线接入。历史上，移动通信一直使用低于3 GHz的频谱。5G将这一频率扩展到更高的频率:“中频段”至6ghz，“高频段”至24ghz以上。在现有的4G基站上增加mmWave无线电，运营商可以显著提高数据速率，共享基站可以以更低的成本实现更快的部署。

然而，高通认为mmWave对于实现5G的潜力至关重要，类似于其早期对CDMA的信念，并且是一个强有力的倡导者。2015年的现场试验表明，使用多波束技术实现了鲁棒的非视线传播; 202018年，高通、爱立信、诺基亚和三星在mmWave和中频段展示了5G NR互操作性;2019年，mmWave无线电开始在商业网络中推广。与此同时，高通公司为手机开发了天线前端模块，这是第一个也是唯一一个提供mmWave前端的供应商。天线前端模块由Snapdragon 5G调制解调器控制，以优化手机性能，包括电池寿命。

5G的发展已经从3GPP R16版开始，这将解决曾经难以想象的垂直服务，如高性能工业自动化和C-V2X。高通再次预见到了这种需求:2007年，它开始研发设备到设备的接近服务，这是C-V2X、集成接入、回程和物联网中继的基础。展望未来，人工智能将在设备和网络中扮演越来越重要的角色。今天，人工智能主要集中在云上，它将在设备和云之间分布，这被称为“无线边缘智能”。5G凭借其先进的网络架构，可以提供一个将AI驱动的设备相互连接到云上的框架，以增强用户体验、提高网络效率、改善数据安全和隐私。

蜂窝通信模组向多模、智能化方向发展

物联网蜂窝通信模组主要可以根据其支持的通信协议进行划分，中国当前蜂窝通信的主要协议有低功耗广域网络NB-IoT以及移动通信网络2G（GPRS/GSM）、3G、4G（Cat.1,Cat 4等）、5G等。为支持多场景及不同国家的应用需求，目前很多模组都同时内置了多种协议支持，例如同时支持2G、4G、5G，或同时支持低功耗广域网国内的NB-IoT和国外的eMTC标准等。同时，为方便物联网设备灵活组网的eSIM技术，以及为模组增加存储、计算芯片和操作系统的智能模组，也正成为模组的重要发展方向。

中国厂商在模组市场重要性日益提升

模组市场产业链大体由上游基带芯片、中游通信模组以下游各行业应用构成。在上游基带芯片领域，高通等国外厂商在高速的4G、5G等领域优势依然明显，但华为海思、紫光展锐、翱捷科技、移芯通信、芯翼科技等国内厂商，在借助4G Cat.1和NB-IoT的快速发展机遇，快速抢占市场。

在通信模组领域，以移远通信、广和通、日海通信、美格智能等为代表的中国厂商凭借技术、成本等优势快速崛起，Sirra Wireless 、Telit、Thales、UBlox 等几家传统国外领先公司，则在模组价格持续快速下降的环境下，经营压力日趋增大。模组市场整体竞争仍在加剧，厂商业绩分化，并购时有发生，鼎桥通信、联通数科等更多公司也在加入市场，市场的集中度还有望继续提升，更多中部厂商开始选择“专精化”发展，以应对激烈竞争。

车联网、智慧表计、智慧零售等千万级连接场景占据市场主导

具体到应用场景看，车联网、智慧表计、智慧零售等几个千万级连接场景占据市场较大比重，且保持持续增长。智慧农业、城市监控等低速场景发展相对缓慢。5G等高速应用场景还有待进一步发展。同时，两轮车换电柜，光伏监控、机器人等新兴应用方向持续涌现，成为市场的新动力。

IDC中国物联网分析师崔粲表示：“随着物联网的行业应用持续深化拓展，蜂窝物联网模组市场仍还将继续变化和发展，建议技术提供商重点关注现阶段NB-IoT及Cat.1的市场机会，并积极布局新兴场景和海外市场。”

文章来源： 企业专利观察，电子工程世界，儒雅博学梦想家，才茂