WiGig技術專利布局與發展趨勢

楊盈霄 劉 銳 李 凱

WiGig技術專利布局與發展趨勢

楊盈霄?劉 銳?李 凱?

WiGig是短距離傳輸的新技術。本文以WiGig技術的專利文獻為樣本，從專利文獻的視角對WiGig技術的發展進行了全面的統計分析。分析了WiGig的技術演進、技術構成、技術分布、申請人的實力對比、專利布局以及發展趨勢等，重點對WiGig技術的時間、空間以及競爭主體的布局進行了研究分析。最后，對國內申請人在WiGig技術的研發方面給出了建議。

WiGig 短距離 無線 高速傳輸 專利布局

一、引 言

目前，無線保真（WiFi）認證硬件幾乎已經覆蓋了所有的筆記本、平板和智能手機設備。無線千兆比特（WiGig）是短距離傳輸的新技術，擁有10倍于WiFi的傳輸速率。自2013年首款產品推出以來，WiGig經歷著快速的發展，將會替換WiFi走進千家萬戶。圖1為WiFi聯盟發布的WiGig標識。

圖1 WiGig標識

二、WiGig的技術演進

隨著時間的推移，WiFi的版本不斷地推陳出新（802.11a/b/g/n/ac），速度也變得越來越快，目前最新的標準是802.11ac，支持最高傳輸速率為1Gbps。WiGig是基于WiFi開發的新技術，標準為802.11ad。雖然沿用802.11來命名，但WiGig由WiGig聯盟發起制定，與WiFi聯盟不同（2013年WiGig聯盟與WiFi聯盟合并，認證首款產品），使WiGig有別于WiFi。WiGig支持的理論速度將達到7Gbps，能在15秒內傳輸一張DVD的內容，特別適合高清晰度的影像數據傳輸，被認為是未來無線高清電視與高清家庭影院的發展方向。WiGig將會替代WiFi，實現數據傳輸更大程度地由有線模式到無線模式的變革，廣泛應用于快速無線同步、無線顯示、無繩計算和互聯網接入等方面，是英特爾、高通、谷歌、諾基亞、松下、三星、微軟等巨頭爭相研發的技術。圖2為WLAN主要標準演進路線圖。

圖2 WLAN主要標準演進路線

圖3 記載了WiGig技術的演進過程，雖然WiGig標準發展較晚，2010年5月WiGig聯盟和WiFi聯盟才合作頒布正式的標準，但其發展速度較快，2010年6月便開始接受產品認證，2013年首次出現獲得認證的產品，2015年后戴爾、英特爾、高通、SiBEAM等企業都推出了各自的產品。預計2016年后將會有更多WiGig產品推出，WiGig時代即將到來。

圖3 WiGig技術演進大事記

在2009年WiGig聯盟成立之前，2007年以色列Wilocity公司便成立并致力于高速無線傳輸技術研究，是WiGig的先驅。在WiGig聯盟和WiFi聯盟合并之前，2012年美國Alpental Technologies成立研發WiGig技術，成為行業中又一先行者。2014年，通信巨頭高通和谷歌分別收購了這兩家企業，發力開發WiGig產品，將會推動WiGig技術快速走向應用。

新興技術的應用必會引起市場的重新劃分，各企業對市場的角逐將會加劇技術爭奪的白熱化。專利技術是制約對手的制高點，在WiGig技術大規模應用之前，有必要對其專利申請情況進行研究分析，提升企業制定競爭策略的質量。①楊鐵軍.專利分析務實手冊［M］.北京：知識產權出版社，2012：87.

三、WiGig的技術構成

要研究WiGig專利申請情況，首先需要分析WiGig的技術框架，依據技術分解來梳理專利申請的分布。圖4為 WiGig技術的分支圖，60GHz的WiGig技術與2.4GHz和5GHz的WiFi技術融為一體，WiGig標準向下兼容802.11a/b/g/n/ac等WiFi標準。WiGig技術從低到高分為四層，即：物理層（PHY）、媒體訪問控制層（MAC）、協議適配層（PAL）以及之上可以創建的快速無線同步、無線顯示、無繩計算、互聯網接入等使用模式。物理層PHY涉及調制編碼方式（MCS）和自適應波束賦形技術，媒體訪問控制層（MAC）包括網絡架構、無縫多頻段工作、電源管理、增強的安全等技術，協議適配層（PAL）提供音視頻接口（A/V）和輸入輸出接口（I/O）。

圖4 WiGig技術的分支

四、WiGig的專利解析

1.專利總體態勢

WiGig是較新的技術，其專利申請僅跨越10余年的時間。自2009年5月WiGig聯盟成立后，專利申請量大幅增加。2010年5月WiGig聯盟和WiFi聯盟合作頒布正式的標準后，催生了專利申請量的又一波增長，雖然在2012年前后有稍許波動，但總體增長明顯。2014年之后的申請目前還未全部公開，雖然能統計到的申請量較少，但預計仍會保持增長趨勢。圖5 為WiGig技術的專利申請總體態勢。

圖5 WiGig技術的專利申請總體態勢

圖6 WiGig技術的技術分布

3.技術分支發展趨勢

圖7 為WiGig技術的技術分支發展趨勢，由該圖可以分析得出，在一級技術分支中，物理層和媒體訪問控制層專利申請量均處于穩定、持續增長的趨勢中，是相關的專利技術穩定持續發展的主要方面。

2.技術分布

圖6為WiGig技術的技術分布，圖中的數字表示對應技術分支的專利申請量。由該圖可以分析得出，在一級技術分支中，物理層（PHY）和媒體訪問控制層（MAC）層專利申請量較多，分別為90件和77件，是專利技術密集的部分。在二級技術分支中，自適應波束賦形方面專利申請量較多，是WiGig技術的關鍵區域。其中波束優化（BRP）和扇區級掃描（SLS）是三級技術分支中專利申請量較多的類別，是WiGig技術的研發熱點區域。較WiFi而言，WiGig技術的亮點是高傳輸速率，主要的技術改進在于與電磁輻射有關的物理層上，自適應波束賦形中的波束優化（BRP）和扇區級掃描（SLS）技術專利申請量較多與WiGig技術以物理層為核心相一致。革命性的傳輸速率提升往往會伴隨著媒體訪問控制層的革新，WiGig技術在電源管理、網絡架構、無縫的多頻段工作等媒體訪問控制層產出了較多專利，與物理層相匹配發展。

2009年以前，協議適配層在2007年申請量較大；而在2009年后，物理層和媒體訪問控制層、使用模式方面的專利申請量快速增大并持續到2014年。

圖7 WiGig技術的技術分支發展趨勢

4.申請國發展趨勢

圖8為WiGig技術的申請國發展趨勢，由該圖可以分析得出，美國、中國、日本、韓國是WiGig技術專利申請量最多的4個國家，其中韓國的申請量較持續穩定，美國的申請量占數量優勢，其申請量持續增加，并在2010～2015年爆發式增長，中國和日本的申請量也在2010～2015年有較大增長。

圖8 WiGig技術的申請國發展趨勢

5.申請人的實力

圖9 為WiGig技術的申請人實力對比，由該圖可以分析得出，WiGig技術的專利申請大戶是英特爾、博通、高通、三星、交互數字公司，其專利申請之和達145件，占總量的一半以上。我國的華為、東南大學、中興、北京郵電大學、宇龍有若干專利申請，緊跟著技術的發展而有所作為，是不可忽視的力量。英特爾是芯片制造商，擁有59項專利申請，數量最多，可以推測其將重點發展WiGig技術，未來將會在處理器芯片中集成WiGig電路，用以替換之前的WiFi電路，這將會給無線通信帶來革命性影響。

圖9 WiGig技術的申請人實力對比

在WiGig技術發展歷程中，博通和三星起步較早，并保持較強的發展優勢。英特爾起步略晚，但后來居上，目前專利申請量占比最多，是WiGig技術中的專利強者。高通和交互數字公司專利占比略少，但它們都是移動通信技術的專利佼佼者，具有較強的專利產出能力，在2010～2015年，逐漸擴大其專利占比量，是值得關注的兩支力量。

五、WiGig技術的專利布局

隨著專利作為一種商業戰略工具被越來越多的企業所熟知和嫻熟運用，分析他人的專利布局和做好自身的專利布局，已經成為企業專利工作的重要組成內容。②馬天旗.專利分析方法［M］.北京：知識產權出版社，2015：265.以下將對WiGig技術的時間、空間以及競爭主體的布局進行研究分析。

1.專利時間布局

圖10 為WiGig技術的專利時間布局，通過數據定量分析可以看出，WiGig技術的專利時間布局具有以下特點：

圖10 WiGig技術的專利時間布局

（1）在2001～2005年，WiGig技術的專利申請量不足10件，處于起步階段，每年的專利申請量均在2件以下。此階段的專利申請主要涉及WiGig技術的802.11a/b/g方面。并且，大部分專利申請主要來自三星，并且在起步階段，三星公司的專利申請主要是對其核心技術團隊的研究方向進行跟進。此階段，說明WiGig作為新興的傳輸技術還沒有成型，不為人所知。

（2）在2006～2008年，處于技術積累階段，專利申請量出現了一個小的跳躍式增長，由每年不足2件快速增長到年近40件，而其中與物理層、媒體訪問控制層、使用模式相關的專利申請量大大增加。總體來看，此階段的專利申請主要是跟隨產品上市和推廣。

（3）在2009～2013年，處于快速發展階段，WiGig技術的專利申請量出現了一個大的飛躍，申請量整體呈現上升趨勢，年申請量快速增長到近70件，說明相關公司逐漸認識到WiGig技術的商業潛力，并投入到相應的研發之中，同時申請大量的專利。

（4）2013年之后，專利申請量呈下降趨勢，表明WiGig技術的發展進入到穩定階段，基本完成了專利布局。同時也表明WiGig技術發展逐漸成熟，離商業應用和普及已經不遠。

2.主要技術團隊空間布局

選取具有代表的公司英特爾和三星，分別繪制其在美國、中國、韓國、日本、歐洲的區域分布。圖11為WiGig主要技術團隊空間布局，展示了英特爾和三星的專利申請進入各個主要國家/地區占全部申請的比重。

英特爾除了在本國（美國）進行專利申請之外，其最重視的布局空間是中國，其全部申請的50%以上都進入了美國，其次是中國、歐洲和日本，但在韓國的比例很低，不足10%。三星除了在本國（韓國）之外，最重視的地區是日本，其次是歐洲和中國，但在美國的申請只占6%。

眾所周知，美國、中國、韓國、日本、歐洲是WiGig技術發展最快的國家和地區，英特爾自持在美國本土的專利布局優勢，更多地將專利布局在美國和中國，在韓國布局最少。而三星選擇避開英特爾優勢地區的策略，并沒有在美國與其正面交鋒，而是將技術空間布局的重心放在其本土（韓國）和日本。

圖11 WiGig主要技術團隊空間布局

3.競爭主體專利布局

圖12為WiGig技術的競爭主體專利布局，由該圖可以分析出來，由于技術陣營的不同和技術儲備的差異，WiGig技術的各主要倡導者在專利申請方面所表現出來的偏好和特長也是各不相同的。英特爾作為WiGig技術的引領者，其在專利申請方面全面布局，包括媒體訪問控制層、使用模式、物理層、協議適配層均有涉及，而且數量可觀。博通、高通、三星緊隨其后，分別在媒體訪問控制層、使用模式、協議適配層分支獨占鰲頭。

圖12 WiGig技術的競爭主體專利布局

中國的華為和中興的申請量與老牌巨頭還有很大差距，華為在物理層技術分支專利布局較多，中興則在媒體訪問控制層分支布局了較多的專利。由此可見，各競爭主體的專利布局基本上呈現互補趨勢。

六、結 語

WiGig技術即將以其卓越的高傳輸速率走向應用，替代WiFi開創更大程度的無線傳輸時代。隨著WiGig技術快速發展，還會有更多的專利產出，市場競爭日益激烈。國內WiGig技術起步較晚，技術相對落后，華為、中興以及高校申請占據了很大的比重，如何將這些申請轉化為生產力是亟待解決的問題。我國研究WiGig技術的企業、研發機構以及高校必須著眼于學習和合作，加強對核心關鍵技術的研究。對于國內申請人來說，需要充分借鑒國外優秀企業的發展過程，注重專利的布局，繞過國外專利壁壘，增強自身的專利保護意識。

國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心。