從入門到放棄——中國移動3G的踏板人生

有句話這麼說,“不經歷風雨,怎麼見彩虹”。這句話用來形容中國移動的發展歷史,不能說百分之百準確,起碼可以反映出中國移動在3G時代的“掙扎”——與其說是掙扎,倒不如說是一種“試煉”,無論成與不成,3G帶給中國移動技術上的經驗都是難能可貴的。

縱觀中國移動的發展史,可以濃縮為中國移動通信的發展史,從使用他人技術到買入到自研成功,再到現在的中國移動“一家獨大”,這個過程是不是很熟悉呢?今天,IT之家小編從網絡制式的發展角度,帶大家回顧一下中國移動的早期的發展歷史以及TD-SCDMA對中國移動的影響,這個影響,直接決定了中國移動後來的命運。

我們先從盤古開天闢地開始說起,哦,不是,從1G開始說起。

1G,大哥大時代

說起1G,不得不提及雙向無線通信;提到雙向無線通信,就不能不提摩托羅拉。早年的摩托羅拉不僅造就了大哥大的傳奇,在通信技術領域,摩托羅拉也是“大哥大”級別的。

摩托羅拉創立於1928年,1947年改名為Motorola,從1930年代開始作為商標使用。

摩托羅拉最初並不是做手機的,而是搞通信技術發展,帶有軍方背景的。這是因為摩托羅拉在二戰時與美國陸軍部簽訂合約,協助其研發無線通訊工具。1940年年底,摩托羅拉的前身高爾文製造公司生產出一臺5磅重的調幅步話機,通訊距離1英里(1.69公里);後來又研製出通訊距離更長、抗靜電效果更好的替代品,即SCR-300TM,揹負式調頻步話機,重35磅,通訊距離10英里。這個SCR-300TM,至今仍是電影中美國通訊大兵最經典的形象。

如果說1G大家比較陌生,那麼大哥大應該都知道吧,就是那種拿起來跟磚頭一樣的手機,老電影中經常出現的,大哥大使用的網絡制式就是1G,後來在2G時代被一個早期以伐木、造紙為主業的一家芬蘭公司製造的功能機打敗。

大哥大最早是摩托羅拉在1973年發明的,是手提電話的俗稱。中國第一款大哥大出現於1987年——當年11月廣東省開通全國第一個移動通信網,首批700名用戶,他們的移動電話就是像半塊窄長磚頭一樣的“大哥大”。

但是,1G網絡的缺點也很明顯,那就是1G模擬通信的通話質量和保密性差、信號不穩定;其次,摩托羅拉壟斷了1G,也就是說第一代通信標準把持在美國人手裡。

我們知道,通信產業為國家戰略產業,通信標準之爭的背後是國與國、聯盟之間的綜合角逐。一旦輸了,輸的一方除了需要繳納更多的相關專利費用之外,而且在通信產業中會處於被動局面,想翻身就很難,而且是越拖越難翻身,因為拖得越久,對方掌握的專利就越來多,自研需要繞開的專利也就更多,這一點可參考高通。這也是中國移動3G能被大力扶持推廣的原因,事實上我們成功了,這一點我們後面會提及。

基於此,歐洲的大佬們坐不住了,憑什麼1G我們要向你美國人低頭?既然我們單個國家的通信實力比不上你美國,那麼,我們聯合起來不就行了?你美國人是有多能耐?我還就不信了。

於是,GSM,也就是2G通信制式出現了。

2G,中國積極參與

1982年起歐洲郵電管理委員會成立了“移動專家組”負責通信標準的研究。GSM的名字即是移動專家組(法語: Groupe Spécial Mobile)的縮寫,後來這一縮寫的含義被改為“全球移動通信系統”(Global System for Mobile communications),以向全世界推廣GSM。

GSM是基於窄帶TDMA制式(時分多址技術),允許在一個射頻同時進行8組通話,也就是一次只能一個人講話、每個人輪流用1/8的信道時間。

從入門到放棄——中國移動3G的踏板人生

這裡,IT之家小編簡單介紹一下GSM的主要特點。

1、GSM系統由幾個分系統組成,各分系統之間都有定義明確且詳細的標準化接口方案,保證任何廠商提供的GSM系統設備可以互連。同時,GSM系統與各種公用通信網之間也都詳細定義了標準接口規範,使GSM系統可以與各種公用通信網實現互連互通。

2、GSM系統除了可以開放基本的話音業務外,還可以開放各種承載業務、補充業務以及與ISDN相關的各種業務。

3、GSM系統採用FDMA/ TDMA及跳頻的複用方式,頻率重複利用率較高,同時它具有靈活方便的組網結構,可滿足用戶的不同容量需求。

4、GSM系統具有較強的鑑權和加密功能,能確保用戶和網絡的安全需求。

5、GSM系統抗干擾能力較強,系統的通信質量較高。

當然,GSM的缺點也很明顯,那就是其容量有限,當用戶過載時,就必須建立更多的基站,這也是為什麼中國移動從2G開始就喜歡建站的原因。

如果說,上文的特點有點不太好理解,那麼小編說幾個GSM的優點,想必用過的每個人都知道,比如,GSM能支持國際漫遊,還能提供SIM卡存儲個人資料,還可以發送長達169字長度的短信…

在這裡,我們稍微提一下中國電信使用的CDMA技術,也順便看看高通在這個技術中起了什麼樣的作用,導致早期電信手機那麼少。

歐洲人搞好GSM的同一時期,美國人也搞好了第二代通信技術,而且一下就是三套方案——其中兩套同樣是基於TDMA技術的、第三套則是高通推出的碼分多址技術(CDMA)。

CDMA從技術上來說,要比GSM好一點。因為CDMA採用加密技術,可以讓所有人同時講話且不被其他人聽到。這一點GSM就做不到——GSM一次只能一個人說話,所以CMDA系統容量要比GSM多得多,差不多10倍左右。

但是,CDMA雖然技術先進,由於高通沒有製造手機的經驗,歐洲運營商及美國本土運營商對CDMA也不感興趣,最重要的是CDMA手機幾乎無處可買。巧婦難為無米之炊,儘管CDMA很優秀,但無奈只能被GSM一直壓制,淪為小角色了——當然,這說的是在GSM時代。

有點跑題了。

GSM的出現,讓歐洲各國一度興奮。

1991年,愛立信和諾基亞率先在歐洲大陸上架設了第一個GSM網絡。短短十年內,全世界有162個國家建成了GSM網絡,使用人數超過1億、市場佔有率高達75%。

中國移動的2G也用的是GSM,因為我國早期沒有自主知識產權的通信技術,還是需要使用GSM的。

但是中國移動的優點就是不怕苦,眼光長遠。基建狂魔這個稱號從GSM時代就有了。

2014年,中國移動決定停止投資2G,中國移動董事長奚國華表示,如果不增加資本開支及營銷以推動4G業務發展的話,在未來兩年雖然可以繼續保持增長態勢,但兩年後4G業務就“死定了”。

奚國華稱“目前中國移動旗下擁有7.8億用戶,大部分仍在使用2G手機”,對中國移動2G用戶佔比過高表示“遺憾”,這份遺憾的解決措施就是為了長遠的4G發展投資配套設備,奚國華強調投資會適當地應用,並表示集團已停止投資2G業務。

2014年,是中國移動拿到4G牌照的第二年,而中國移動可以第一個拿到4G牌照,不得不歸功於中國移動在3G吃的“苦”,這是它的回報。

3G,咬著牙也要做下去

前面我們說到了,通信產業為國家戰略產業,通信標準之爭的背後是國與國、聯盟之間的綜合角逐,一旦輸了,就會處處受制於人,歐盟有這個意識,我們也有。

第三代通信技術標準有三個方案:

WCDMA:Wideband CDMA——“寬帶分碼多工存取”,一種主流的3G技術。

CDMA2000——CDMA的3G升級版。

TD-SCDMA:Time Division Synchronization Code Division Multiple Access——時分同步碼分多址接入,1999年中國提出的3G標準。

WCDMA雖然名字跟高通的CDMA相似,但實際上WCDMA是歐洲的技術,儘管知道TDMA技術本身不及高通的CDMA,但是為了不受制於人,3GPP還是小心翼翼地“借鑑”CDMA技術,儘量繞過高通多如牛毛的專利,最終皇天不負有心人,3GPP研發出了與CDMA原理類似的W-CDMA。

說句題外話,CDMA2000也就是中國電信的3G,由於當時各運營商都不想被高通“揩油”,因此早期的電信3G手機不多,基本都是運營商送的。

重點來了,中國自主知識產權的TD-SCDMA!

從入門到放棄——中國移動3G的踏板人生

這個技術的中的TDD是西門子研發的,SCDMA是中國研發的,那麼他們是怎麼“結合”在一起的呢?

這裡我們要提到一個人,當時任任西門子通信高級副總裁兼首席技術官的李萬林和當時中國郵電部電信科學技術研究院的李世鶴。

上個世紀90年代,包括李世鶴在內的研究人員在中國郵電部電信科學技術研究院研發了新一代無線通信技術平臺SCDMA,這個技術是同步碼分多址的無線接入技術,它採用了智能天線、軟件無線電、以及自主開發的SWAP空中接口協議等先進技術。

SCDMA有了,TDD是哪來的呢?

TDD是西門子的技術,TD-SCDMA的誕生,妙就妙在這兩位姓李的人的見面與共識。

當時,中國研發的SCDMA面臨著無法實用化的尷尬處境,由於當時中國通信市場佔比幾乎為0,因此也失去了跟國際通信廠商交流的機會,適值全球在進行第三代移動技術標準的徵集,各大廠商都在推自己的技術。這時候,西門子高管李萬林注意到了中國的SCDMA技術。

李萬林認為中國的SCDMA技術是有很多創見的,也在技術上取得了較大的突破,於是李萬林要求李世鶴來德國西門子進行技術交流。

歷史總是那麼造化弄人。

經過交流,李世鶴等人也發現了TDD技術優勢,隨後建議能不能把TDD技術和SCDMA技術結合起來,一方面採用時分雙工,同時也智能天線、軟件無線電和SWAP空中接口結合起來,形成一個新的技術體系,從而共同提交成為第三代移動技術標準。

這一點,西門子方面一致贊成。

隨後,歐盟在GSM標準組進行標準的討論中,多數國家投票支持了FDD,主攻TDD的西門子表示很難受。西門子告訴李萬林,很抱歉,因為西門子是德國公司,德國需要服從歐盟的決定,因此,TDD與SCDMA合作流產。

之後,在中國郵電部電信科學技術研究院的技術人員的不懈努力之後,中國第三代通信標TD-SCDMA面世。

還有一種說法,當時西門子在歐洲推行的TDD標準,因為歐洲各國選擇FDD,一時間TDD要涼了,這時候郵電部電信科學技術研究院(後來改名大唐集團)來訪歐洲,與西門子一拍即合,決意將西門子在TDD上的技術與SCDMA結合起來,從而設計出新的3G標準。隨後1998年西門子與大唐合作開發了3G標準——TD-SCDMA。

這是TD-SCDMA標準面世的兩種說法,小編更傾向於這是中國自研的。

自研成功了,還需要得到國際的認可,於是一場討論是否將TD-SCDMA推向世界的大會在北京召開。

1998年1月,在北京香山召開了一次對中國通信業至關重要的會議。會議的主要內容,就是討論中國3G標準應對策略。

大會上多數人認為TD-SCDMA技術不夠成熟,有人認為通信國際標準從來都是外國人的事,中國人跟著走就完事了,再說另起爐灶成本壓力非常大,一旦失敗怕是要涼。

時任郵電部科技委主任的宋直元最終決定使用TD-SCDMA,原因很簡單:“中國發展移動通信事業不能永遠靠國外的技術,總得有個第一次。第一次可能不會成功,但會留下寶貴的經驗。我支持他們把TD-SCDMA提到國際上去。如果真失敗了,我們也看作是一次勝利,一次中國人敢於創新的嘗試,也為國家作出了貢獻。”

1999年11月5日,在赫爾辛基舉行的國際電聯大會上,TD-SCDMA標準提案被寫入大會3G無線接口技術規範的建議中,這標誌著TD-SCDMA被國際電聯正式認可。

就這樣,TD-SCDMA成為了3G標準之一,也是中國獨有的第三代通信技術標準。

有意思的是,據當時參加會議的人士事後回憶,TD-SCDMA之所以通過投票,是因為他們認為TD-SCDMA成不了事,投就投了,而且為了中國市場,他們不願意否決中國政府提出的TD-SCDMA標準。

可以看到,我國的3G標準雖然發展之路相當坎坷,但是歐洲的3G之路走得也不見得有多順,實際上,歐洲的3G之路,被高通無聲的阻撓。

高通,3G時代的專利“流氓”

整個3G時代,歐洲可以說被高通吃的死死的,儘管高通沒有正面硬剛,但是,高通的專利讓歐洲人頭皮發麻。

我們前文說道,為了不受制於人,3GPP小心翼翼地“借鑑”CDMA技術,儘量繞過高通的各種專利,從而順利研發出了原理類似的W-CDMA。

從入門到放棄——中國移動3G的踏板人生

那麼3GPP為什麼就這麼害怕高通的專利呢?因為人家專利多啊!

高通,一個將專利優勢發揮到極致的公司。高通直到現在也還是一年到頭都在打官司,殊不知這是流淌在高通血液裡的東西——用我專利?嘿嘿嘿…

儘管歐洲的GSM發展很快,推廣範圍也很廣,但是高通不慌。高通圍繞著功率控制、同頻複用、軟切換等技術,構建了CDMA專利牆,專利無論從數量還是質量都是剛剛的,這讓歐洲人表示很難受。

這還沒完,高通不僅自己申請專利,還用自己養的專利律師團隊去“碰瓷”,通過收購、控告對手專利侵權等專利戰,將所有CDMA的相關專利都一步一步拿過來。

你以為這就完了?天真。

高通不僅把CDMA核心專利幾乎申請了遍,還大量申請碰瓷專利,用碰瓷專利保證其核心專利,簡單來說就是我新申請的碰瓷專利是我原有專利的延伸或者是新技術的一環,你用就掏錢吧,我申請專利了,這樣一來,高通幾乎封殺了關於CDMA內外圍的所有技術。

不僅如此,高通還把專利技術整入通信標準,CDMA演算法也嵌入芯片,其最大特點就是整合信號的發送與接收、電源管理和數模轉換等於一個芯片中,這就是我們今天所說得的SoC。

從入門到放棄——中國移動3G的踏板人生

這也就是為什麼高通芯片有著數不盡繞不開的專利的原因了。

由於3G在技術上,相比2G有了巨大提升,當時全球電信行業都非常期待3G的商用,認為3G市場有著“無限可能”。於是,3G牌照就被炒成了天價。

2000年時,英國、德國、法國、意大利和西班牙等國家,開始競標3G牌照和無線頻譜拍賣,各家運營商總計投下約900億美元。德國更是創下了高達458億美元3G牌照的拍賣紀錄。

這時候問題來了,3倍於3G系統部署的牌照錢,讓歐洲拿到3G牌照的國家焦頭爛額。牌照的高額支出肯定要從消費者身上撈回來,但是多出來的2倍於系統部署的錢可不是那麼好拿回來的,因為當時沒有移動上網的重磅級別的應用,要回本就變得很難。這時候投入研發的通信設備商就很難做人,不但後續融資與設備投資舉步維艱、股價重挫,而且3G服務無法如期推出。

後來結果大家也都知道了,由於歐洲在3G上燒錢燒的早燒的快,一時間陷入困境;2004年美國運營商持證上崗,在GSM時代落後歐洲的美國人,在3G時代仰著腦子做人了。

國外的3G鬧得動靜雖然挺大,國內有關3G是否上牌一事也吵得沸沸揚揚。

中國移動,TD-SCDMA的獨家代言人

TD-SCDMA標準有了,就差投入使用了。

早期的TD-SCDMA是不被人看好的,哪怕是國人。畢竟技術相比國外,的確存在一定的差距,這時候,TD-SCDMA的研發者大唐集團就需要想辦法了。

功夫不負有心人。

從入門到放棄——中國移動3G的踏板人生

在大唐的不懈努力下,信產部劃分了155M頻率給TD-SCDMA,有了帶寬,就意味著有了米,可以下鍋做飯了。

2005年,大唐跑斷腿,終於得到了中國高層的同意——支持中國“自主創新”的TD-SCDMA。

2006年,TD-SCDMA被明確定為中國3G通信標準,開始外場試驗、撥錢等,總的來說發展勢頭一片大好。

這時候問題又來了。

是騾子是馬,拉出來溜溜,結果這一溜,差點把TD-SCDMA溜“拉稀”。

由於時分雙工體制自身的缺點,TD-SCDMA被認為在終端允許移動速度和小區覆蓋半徑等方面落後於頻分雙工體制。同時由於其相對其他3G系統的窄帶寬,導致出現擾碼短,並且擾碼少,在網絡側基本通過擾碼來識別小區成為了理論可能——其他兩家的已成為了現實。TD-SCDMA只能通過9個頻點來做小區的區分,每個載波僅1.6M帶寬,導致空口速率遠低於WCDMA和CDMA2000。

基於這個問題,國內三大運營商都不想接TD-SCDMA的鍋,不僅不接,三大運營商還在背後偷偷地搶建WCDMA試驗網,想著先上車後買票,結果被舉報,所有的基站被拆除。

也就在此時,國外都已經有了3G牌照,這給中國市場帶來了極大的壓力。但中國政府始終拒絕發放3G牌照,這就是在堅決地表明,我們要在本國3G市場推進TD標準。

這時候,中國移動站了出來。

2008年4月,中國移動拿到了TD-SCDMA的獨家“代理權”,中國移動表示很開心;5月,中國移動董事長王建宙表態:中國移動將發展TD-SCDMA作為義不容辭的責任。

2009年1月7日,工信部舉行了內部發牌儀式,將TD-SCDMA給了中國移動,與此同時,中國聯通獲得WCDMA牌照、中國電信獲得CDMA2000牌照。

之所以沒有像4G那樣,FDD與TDD都有牌照,是因為大唐覺得,運營商同時有兩張3G牌照,會優先發展更成熟的WCDMA或CDMA2000,TD-SCDMA會被遺忘。

4G,中國移動的回報

為什麼這麼說呢?其實我們只要看看中國移動在3G時代受的“折磨”就知道了。

首先,前文也提到了,TD-SCDMA在制式上確實不及CDMA2000及WCDMA。除了這些,當時支持TD-SCDMA的終端是真的少,iPhone的出現,讓中國聯通一時間風頭無兩,中國移動不僅沒法跟中國聯通比,反而每年還得拿出一百多億補貼終端,就是那種辦卡送手機那種。

就這樣,被用戶罵網速垃圾、每年砸錢送手機還在不停地建站的前提下,中國移動還是“艱難”的賺了點錢,這時候,工信部向中國移動拋去了橄欖枝。

2013年12月4日工信部正式向三大運營商發佈4G牌照,中國移動、中國電信和中國聯通均獲得TD-LTE牌照,但是聯通、電信使用的是FDD-LTE(頻分雙工),也就是說中國移動還是搶先一步持證上崗。2015年2月27日,工業和信息化部才向中國電信集團公司和中國聯合網絡通信集團有限公司發放“LTE/第四代數字蜂窩移動通信業務(FDD-LTE)”經營許可,相比中國移動,晚了一年多。

從入門到放棄——中國移動3G的踏板人生

中國移動基建狂魔這個稱呼,除了3G時代,在2G、4G、5G時代都是通用的。拿到牌照後短短一年時間,中國移動的4G基站數量達到70多萬個,而中國聯通2018年的4G基站數量為99萬個…

有了4G,曾經那個給了中國移動笨鳥先飛資格的TD-SCDMA似乎就有點多餘了,語音業務有GSM,後期還有中國移動的VoLTE,作為中國移動獨有的中國第三代通信標準,此時已經有點拖中國移動的後腿了。

還要不要TD-SCDMA?

要吧,需要大量的人力、物力對TD-SCDMA設備進行維護及建設,但是TD-SCDMA的現狀大家有目共睹,在維護這麼一個人人喊打的網絡制式,不僅會影響中國移動4G的發展進度,而且投資3G的錢還會打水漂。

不要吧,哎,不要的話挺好。於是,中國移動開始決定退服TD-SCDMA。

這個聲音早在2014年就有了,事實上中國移動各地市都在進行TD-SCDMA的退服活動,儘管沒有退網,但是設備先拆了,等到最後在申請退網,一氣呵成,都不用等。

2019年1月29日,福州市無線電管理局給福州移動發函稱,“你單位關於申請註銷TD-SCDMA基站的報告收悉。經研究,同意註銷你單位已經停止使用的TD-SCDMA基站6535個,對數據庫中TD-SCDMA基站數據予以封存並收回原核發的無線電臺執照”。這意味著,福州移動TD-SCDMA基站正式退網。

業內人士分析,中國移動或將在2020年完成全面TD-SCDMA退網。但是從事網絡優化的通信人員應該知道,中國移動的TD-SCDMA退服工作已經搞了一兩年了,保留GSM作為其FDD 900Mhz升級資本,全面拿掉TD-SCDMA,避免出現多網共存的現象,因為現網制式過多,需要更多的資金去維護,尤其是像中國移動這樣比較“貧窮”的運營商,怕是不樂意花錢去建設維護跟不上時代的TD-SCDMA。

寫在最後

中國移動成功了。

4G時代中國移動先聲奪人,截止2018年12月,中國移動規模發展實現新突破,4G規模全球最大,4G客戶超7億,4G基站超200萬個;中國移動固網寬帶規模全球最大,寬帶客戶超1.5億,寬帶電視超9000萬。中國移動物聯網連接數全球最多,連接數超5億。

而中國聯通截止2019年1月份,4G用戶共累計3.07億,固網寬帶用戶累計到達數8150萬戶,基站數量99萬個。

中國電信截止2019年2月份,4G用戶共累計2.2億,固網寬帶用戶累計到達數1.72億戶,基站數量約130萬個。

我們縱觀中國移動的發展史,可以說,TD-SCDMA給中國移動帶來的優勢就是,提前一年給了LTE牌照,同時為中國移動在TD制式上積累了寶貴的經驗。

我們在前文提及了中國移動3G用戶規模,2014年,中國移動2G用戶數量約為5.7億,竟佔到總用戶數的73.8%,3G的投資基本廢棄,差不多隻有四分之一的人升級到了3G,這讓中國移動很惱火。

其次,中國移動在TD-SCDMA上總投資2000億元人民幣,其中有很大一部分都是在補貼,比如合約補貼、裸機補貼,為了普及3G終端,中國移動可謂是操碎了心,但結果並不能令人滿意。

3G,開啟了新的多媒體時代,這也讓中國移動在這個全新的時代有了一絲茫然,自身在GSM時代積攢的龐大用戶群,並沒有為其在3G帶來優勢,相反這部分優勢全部在4G時代還給了中國移動。

不難看出,儘管當時中國移動上TD-SCDMA有種趕鴨子上架的感覺,但是勇於推廣我們自主知識產權的責任感,也為中國已在4G時代乃至5G時代繼續發力打好了基礎。

工信部分發的5G頻段,中國移動的4800MHz-4900MHz頻段的5G試驗頻率資源是獨有得,也就是說,中國移動要再一次獨自支撐起這個頻段的產業鏈,雖然中興華為愛立信等都相繼完成了4.9Ghz頻段的相關外場測試,但是相比成熟的頻段,在組網進度上還是會受到影響。

TD-SCDMA,從正式入門到放棄,僅用了5年,而中國移動的GSM直到現在還在服役。我們不可忽視TD-SCDMA給中國移動帶來的機遇,就像一個踏板一樣,中國移動踩著3G的踏板,一躍進入4G時代,而中國聯通電信則好像是穩步走臺階一樣,雖然慢一點,但是很穩,如果不是中國移動的資金充足,我想TD-SCDMA應該是堅持不下來,這一點又得益於中國移動在2G時代打下的良好基礎,這一切就好像是冥冥之中註定的一樣。

我想現在的中國移動應該會感謝當初的決定,不經歷風雨,怎麼能見彩虹呢?

參考資料:

遲竹強,《中國2G,3G,4G的發展之路》

項立剛,《TD-SCDMA是不是西門子送給大唐的技術?》

Baidu百科,TD-SCDMA發展史

IT之家,《再見,TD-SCDMA》

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