載波聚合技術(shù)專利態(tài)勢(shì)及風(fēng)險(xiǎn)分析

張　倩　　中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心高級(jí)分析師黃翠霞　　中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心高級(jí)分析師李文宇　　中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心主任

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載波聚合技術(shù)專利態(tài)勢(shì)及風(fēng)險(xiǎn)分析

張倩中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心高級(jí)分析師
黃翠霞中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心高級(jí)分析師
李文宇中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心主任

摘要：介紹了載波聚合技術(shù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)專利發(fā)展態(tài)勢(shì)、各國(guó)重點(diǎn)專利權(quán)利人的專利分布情況和載波聚合場(chǎng)景下控制信道信令設(shè)計(jì)、主從載波機(jī)制等多個(gè)技術(shù)分支的專利情況；梳理了ETSI披露的標(biāo)準(zhǔn)必要專利及在美國(guó)發(fā)生的涉及載波聚合技術(shù)的專利訴訟案件，為我國(guó)企業(yè)開展LTE-A載波聚合技術(shù)的專利布局和專利預(yù)警提供了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：載波聚合；LTE-A；專利；訴訟；標(biāo)準(zhǔn)必要專利

1　引言

隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，用戶對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率的要求越來(lái)越高，在LTE-A系統(tǒng)中應(yīng)用載波聚合（Carrier Aggregation）技術(shù)既可以增大帶寬又可以增加系統(tǒng)容量，滿足系統(tǒng)后向兼容的要求，縮短LTE-A系統(tǒng)的商用時(shí)間，減少運(yùn)營(yíng)成本和時(shí)間成本，因此載波聚合技術(shù)吸引了運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商以及消費(fèi)者的關(guān)注。

從2013年韓國(guó)SK電信首次商用載波聚合技術(shù)開始，英國(guó)、澳大利亞、日本、香港等地的運(yùn)營(yíng)商也相繼部署或商用載波聚合。中國(guó)電信在2015年8月正式商用基于載波聚合的“4G+”業(yè)務(wù)，中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通也將在2016年底完成全國(guó)載波聚合的商用，包括華為、中興、酷派、三星、OPPO、小米、樂(lè)視、海思芯片等國(guó)內(nèi)各大手機(jī)品牌和芯片廠商已全面支持該技術(shù)。載波聚合產(chǎn)業(yè)已成為信息通信領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)，本文將結(jié)合載波聚合技術(shù)產(chǎn)業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)開展相關(guān)專利態(tài)勢(shì)、專利權(quán)利人、標(biāo)準(zhǔn)必要專利以及專利訴訟的分析。

2　載波聚合專利態(tài)勢(shì)和風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1國(guó)內(nèi)外專利整體趨勢(shì)分析

載波聚合是LTE-A系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，截至2016年3月的統(tǒng)計(jì)顯示，全球載波聚合技術(shù)專利總量達(dá)到7836件，合計(jì)4185個(gè)專利族。

載波聚合技術(shù)的產(chǎn)生最初是由于3G系統(tǒng)的單載波容量無(wú)法滿足多種多樣數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，為了提高載波負(fù)荷均衡的管理效率，2008年3GPP在R8中引入了“相鄰載波雙小區(qū)HSDPA操作”的功能，即聯(lián)合載波資源分配的理念，在2007—2008年期間出現(xiàn)了少量的專利申請(qǐng)，在推出HSPA+網(wǎng)絡(luò)后，3GPP在2010年的LTEAR10中引入了載波聚合技術(shù)，由于企業(yè)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)早于標(biāo)準(zhǔn)的制定，因此專利申請(qǐng)從2009年開始大量出現(xiàn)，隨著載波聚合技術(shù)在R10、11、12不同版本中不斷進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，與這些新特性有關(guān)的專利持續(xù)增長(zhǎng)，2010—2013年期間申請(qǐng)量持續(xù)在較高水平，預(yù)計(jì)近幾年載波聚合專利年申請(qǐng)量將維持在較高水平。

如圖1所示，從中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)、WO（PCT申請(qǐng)）和歐洲出現(xiàn)的專利申請(qǐng)數(shù)量占比可以看出美國(guó)仍然是企業(yè)眼中最大的目標(biāo)市場(chǎng)國(guó)，各國(guó)申請(qǐng)人在美國(guó)提交的專利申請(qǐng)量最多，占35%，其次是PCT申請(qǐng)，占20%，在中、歐、韓、日等國(guó)和地區(qū)提交的專利申請(qǐng)分別占15%、13%、7%和7%。

2.2載波聚合標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)路線

LTE的基礎(chǔ)帶寬最大支持20MHz，在協(xié)議的不同版本中，確定了不同的特性，比如R10規(guī)范了載波聚合的系統(tǒng)架構(gòu)，R11引入了多個(gè)上行定時(shí)提前，因此可以支持帶間聚合，并且支持不同時(shí)隙配比的TD-LTE載波聚合。R12對(duì)FDD LTE和TD-LTE的聯(lián)合運(yùn)營(yíng)方案進(jìn)行了研究，標(biāo)準(zhǔn)化了FDD LTE和TD-LTE載波聚合的方案。R13更為完善，引入了授權(quán)頻段輔助接入技術(shù)，通過(guò)將LTE載波部署在非授權(quán)頻段，并與授權(quán)頻段的主載波進(jìn)行聚合，實(shí)現(xiàn)了LTE系統(tǒng)在非授權(quán)頻段的運(yùn)營(yíng)，使得載波聚合擴(kuò)展到5GHz等非授權(quán)頻段成為可能。LTE R13擴(kuò)展至最多32個(gè)載波，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作于2014年12月啟動(dòng)，并于2015年12月完成，標(biāo)準(zhǔn)化工作同時(shí)考慮了FDD LTE聚合、TD-LTE聚合以及TD-LTE與FDD LTE的聚合，近幾年的專利申請(qǐng)方向主要圍繞R12和13的相關(guān)特性。

2.3技術(shù)分支專利分布情況

載波聚合場(chǎng)景下主要解決的技術(shù)問(wèn)題包括7類，各技術(shù)分支專利申請(qǐng)量如圖2所示。

（1）控制信道信令設(shè)計(jì)，有2424件專利，占比31%，解決的技術(shù)問(wèn)題主要是在載波聚合技術(shù)中，如何對(duì)上行控制信道和下行控制信道信令以及接入過(guò)程做相應(yīng)設(shè)計(jì)。

圖1　載波聚合主要國(guó)家和地區(qū)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

圖2　載波聚合技術(shù)分支專利分布

（2）主從載波機(jī)制，有1135件專利，占比14%，解決的技術(shù)問(wèn)題主要是在終端聚合的多個(gè)分量載波中，高層如何對(duì)主上行/下行分量載波和輔分量載波做配置的方案。

（3）層2和3協(xié)議架構(gòu)，有776件專利，占比10%，解決的技術(shù)問(wèn)題主要是關(guān)于控制面層3和用戶面層2的協(xié)議架構(gòu)的設(shè)置，包括HARQ過(guò)程的配置。

（4）載波調(diào)度技術(shù)，有1489件專利，占比19%，解決的技術(shù)問(wèn)題主要是在上下行聚合載波上的資源調(diào)度策略，從申請(qǐng)人來(lái)看，LG、三星、中興、大唐、華為和高通非常關(guān)注調(diào)度策略技術(shù)。

（5）功率控制，有1280件專利，占比16%，解決的技術(shù)問(wèn)題是如何基于分量載波分配功率，包括終端為每個(gè)分量載波上報(bào)一個(gè)功率上升空間報(bào)告PHR以及當(dāng)多個(gè)分量載波的發(fā)射功率之和超過(guò)終端最大發(fā)射功率時(shí)，規(guī)定終端如何對(duì)多個(gè)分量載波的發(fā)射功率進(jìn)行消減的技術(shù)方案，從申請(qǐng)人來(lái)看，LG、三星、華為、Interdigital都非常關(guān)注功率控制技術(shù)。

（6）載波聚合與多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)相結(jié)合的方案，有142件專利，占比2%，解決的技術(shù)問(wèn)題主要是載波聚合場(chǎng)景下如何實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)，當(dāng)前隨著聚合技術(shù)的發(fā)展，逐步形成了載波聚合技術(shù)與其他關(guān)鍵技術(shù)相互結(jié)合的應(yīng)用，相關(guān)專利陸續(xù)出現(xiàn)，逐漸成為一個(gè)重要的研究方向。

（7）載波聚合與無(wú)線中繼技術(shù)相結(jié)合的方案，有140件專利，占比2%，解決的技術(shù)問(wèn)題主要是載波聚合場(chǎng)景下如何實(shí)現(xiàn)中繼技術(shù)，LG、諾基亞、愛立信、松下等企業(yè)有相關(guān)專利布局。

從專利申請(qǐng)量中可以看出，企業(yè)最關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題是控制信道信令設(shè)計(jì)，這是由于引入多載波后，為了后向兼容，需要對(duì)原有的信道和信令方案重新做設(shè)計(jì)，這些技術(shù)屬于載波聚合的基礎(chǔ)框架設(shè)計(jì)，與標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議結(jié)合緊密，如果專利的技術(shù)方案被標(biāo)準(zhǔn)采納，則該專利的影響力非常大，其次是關(guān)于載波的調(diào)度策略，這里涉及各種調(diào)度策略算法，是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的高點(diǎn)，然后是分量載波的功率控制方案和主從載波的配置機(jī)制，也是企業(yè)關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題。

2.4各國(guó)對(duì)比和主要申請(qǐng)人分析

載波聚合相關(guān)專利申請(qǐng)人比較分散，全球?qū)＠植荚诔^(guò)100家申請(qǐng)人手中，對(duì)這些申請(qǐng)人所屬國(guó)家做分類可以看到如圖3所示情形，來(lái)自中美日韓的申請(qǐng)人對(duì)載波聚合技術(shù)的關(guān)注程度和研發(fā)熱度最高。

圖3　各國(guó)申請(qǐng)人申請(qǐng)量占比

自2013年起，中日韓的重點(diǎn)通信企業(yè)和運(yùn)營(yíng)商非常積極地推進(jìn)載波聚合測(cè)試及商用化網(wǎng)絡(luò)的部署，其中，韓國(guó)是LTE-A商用網(wǎng)絡(luò)推進(jìn)最為激進(jìn)的國(guó)家，三大運(yùn)營(yíng)商均已推出基于載波聚合的LTE-A服務(wù)，從專利的視角可以看出以LG、三星為代表的韓國(guó)企業(yè)非常關(guān)注載波聚合，申請(qǐng)占比最高，達(dá)到25%；其次是中國(guó)申請(qǐng)人提交的專利總量排第二，占24%；日本排第三，占21%；美國(guó)第四，占19%；還有部分來(lái)自歐洲的諾基亞、愛立信、阿爾卡特朗訊的專利申請(qǐng)。

如圖4所示，從各國(guó)國(guó)家專利申請(qǐng)量排名靠前的重點(diǎn)企業(yè)列表可以看出，申請(qǐng)人主要來(lái)自傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)商、終端商、芯片商和運(yùn)營(yíng)商。

其中，韓國(guó)LG的專利申請(qǐng)量遙遙領(lǐng)先，相關(guān)專利接近1000件，其次是三星和華為的載波聚合專利申請(qǐng)量分別達(dá)到650和540件，這3家企業(yè)旗下均有支持三頻載波聚合技術(shù)的終端產(chǎn)品出現(xiàn)，產(chǎn)品與專利結(jié)合非常緊密。

圖4　各國(guó)重點(diǎn)企業(yè)申請(qǐng)量

美國(guó)芯片廠商高通和英特爾非常重視支持載波聚合技術(shù)的芯片技術(shù)，其專利申請(qǐng)量分別達(dá)到452和121件。目前，高通、海思、英特爾和三星等芯片商都推出了支持Cat.10和Cat.7的LTE芯片，這些芯片同時(shí)支持上下行載波聚合技術(shù)。此外，著名的非專利實(shí)施主體NPE公司Interdigital（IDC）也有290件相關(guān)專利，其專利申請(qǐng)遍布中美日韓等國(guó)家。根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，2016年將會(huì)有更多支持載波聚合技術(shù)的芯片組出現(xiàn)，由于依托載波聚合技術(shù)能帶來(lái)高數(shù)據(jù)速率和更好的服務(wù)體驗(yàn)，因此圍繞該技術(shù)的專利將是芯片廠商、運(yùn)營(yíng)商、終端廠商之間的重要競(jìng)爭(zhēng)武器。

2.5載波聚合標(biāo)準(zhǔn)必要專利分析

歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ETSI對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)中的知識(shí)產(chǎn)權(quán)采取自愿性事前披露政策，各企業(yè)會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)制定的過(guò)程中依照ETSI的知識(shí)產(chǎn)權(quán)政策披露自己所擁有的必要專利或潛在的必要專利。其中，向ETSI聲明的與載波聚合技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)必要專利數(shù)量超過(guò)百件，這些專利主要來(lái)自三星、諾基亞、LG、松下、高通、愛立信，還有部分來(lái)自華為、中興、電信科學(xué)技術(shù)研究院、夏普、NEC、Marvell、NTT、HTC以及谷歌（從摩托羅拉移動(dòng)收購(gòu)得到），此外有一些專利的專利權(quán)已經(jīng)從諾基亞轉(zhuǎn)移給了WirelessFutureTechnologies公司，通常發(fā)生過(guò)交易的專利價(jià)值較高，因此這些專利很值得我們關(guān)注。

如表1所示，企業(yè)在ETSI披露的部分載波聚合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必要專利的相關(guān)信息，其中包括企業(yè)名稱、披露的專利號(hào)、企業(yè)聲明該專利所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議號(hào)以及專利名稱。由于該披露信息是基于各個(gè)公司上報(bào)給ETSI的，而ETSI并不對(duì)專利與標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性進(jìn)行評(píng)估，所以所述披露專利是否全部是標(biāo)準(zhǔn)必要專利有待驗(yàn)證，但是總體而言，ETSI知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的檢索數(shù)據(jù)在一定程度上能反映各企業(yè)的LTE專利持有情況。

2.6載波聚合技術(shù)專利訴訟案件分析

當(dāng)前，在美國(guó)已經(jīng)發(fā)生了一起載波聚合技術(shù)領(lǐng)域的專利訴訟案件，引起了產(chǎn)業(yè)界關(guān)注。2014年8月29日，一家名為 Odyssey Wireless（前身是 EICES Research）的美國(guó)公司將蘋果、摩托羅拉移動(dòng)、三星電子和LG電子同時(shí)告上了法庭，原因是這些公司旗下的終端產(chǎn)品侵犯了EICES所持有的4件美國(guó)技術(shù)專利，專利號(hào)分別是US7881393、US8199837、US8576940和US8660169，該項(xiàng)起訴最初由北卡羅萊納州的東部地方法院受理，在2015年8月5日，該案已轉(zhuǎn)移至南加州地方法院審理。

其中涉案專利US8576940名稱為“一種自適應(yīng)地改變通信的帶寬和/或頻率內(nèi)容的系統(tǒng)和方法”，該發(fā)明是應(yīng)用于4GLTE載波聚合的系統(tǒng)和方法，包括經(jīng)由發(fā)射機(jī)傳輸可變信息的一種波形帶寬序列，其中包含非連續(xù)的第一和第二個(gè)頻率間隔，以及在第一和第二頻率間隔中間用于避免干擾的第三頻率間隔的設(shè)計(jì)。

該專利的持有人OdysseyWireless宣稱該專利是LTE標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施所需要的專利，認(rèn)為這些公司的產(chǎn)品由于支持4GLTE技術(shù)因此必然侵犯了該公司的專利權(quán)，目前此案還未結(jié)，但值得我們重視。載波聚合技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了成熟期，3GPP在R10、11、12、13不同的版本中一直對(duì)相關(guān)技術(shù)特性做標(biāo)準(zhǔn)化，企業(yè)圍繞該技術(shù)布局的專利申請(qǐng)數(shù)量眾多，如果專利被鑒定為標(biāo)準(zhǔn)必要專利，則影響力非常大，因此需要重視那些不做產(chǎn)品，而是以專利運(yùn)營(yíng)為主營(yíng)業(yè)務(wù)的公司手中持有的專利技術(shù)。

3　結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了載波聚合技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況和標(biāo)準(zhǔn)化演進(jìn)路線，重點(diǎn)分析了國(guó)內(nèi)外專利發(fā)展態(tài)勢(shì)以及各個(gè)國(guó)家重點(diǎn)專利權(quán)利人的專利分布情況，梳理了載波聚合技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的7個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的專利分布。然后，介紹了當(dāng)前在ETSI聲明的與載波聚合技術(shù)相關(guān)的全球標(biāo)準(zhǔn)必要專利的分布情況，為我國(guó)企業(yè)對(duì)LTE-A載波聚合技術(shù)的專利申請(qǐng)和專利布局研究提供了參考信息。

綜合考慮載波聚合領(lǐng)域?qū)＠季只钴S的企業(yè)，目前已有多家在業(yè)界提出商用產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)部署計(jì)劃，用戶對(duì)帶寬的需求會(huì)進(jìn)一步促使企業(yè)間軍備競(jìng)賽般地推出支持載波聚合功能的產(chǎn)品和解決方案。隨著市場(chǎng)成熟化，企業(yè)之間通過(guò)專利侵權(quán)訴訟以打擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的現(xiàn)象將頻繁發(fā)生。本文在最后介紹了近期在美國(guó)發(fā)生的一起與載波聚合技術(shù)有關(guān)的專利侵權(quán)訴訟案件，市場(chǎng)活躍的企業(yè)可能會(huì)成為非專利實(shí)施實(shí)體NPE眼中的肥羊，為了應(yīng)對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)除了盡早提交專利申請(qǐng)保護(hù)創(chuàng)新之外，還需關(guān)注競(jìng)爭(zhēng)者的專利動(dòng)向以及企業(yè)向ETSI披露的標(biāo)準(zhǔn)必要專利的信息。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：（2016-05-08）

Research on patent trend and patent risk of carrier aggregation technology

ZHANG Qian，HUANG Cuixia，LI Wenyu

Abstract：With the global LTE-A carrier aggregation technology industry booming，this paper analyses the global patent trend and make a detail study on the patent distribution of key technology，this paper analyzes the ETSI standard essential patent and the recent patent litigation about carrier aggregation technology.Though the description of thispaper，it provides a reference for domestic enterprise in the development of the patent portfolio and patent early warning of carrier aggregation technology.

Key words：carrier aggregation；LTE-A；patent analysis；standard essential patent；patent risk