TD-SCDMA的前世今生--通信之路

2019-06-21 07:41

TD-SCDMA的前世今生

TD-SCDMA是只用于中国移动的3G标准，技术是来源于3个部分，但是应用范围，用户数以及产业链的深度和广度不够，整个产业链上基本没怎么挣钱。移动TD-LTE的快速推广，TD就再是重点。TD总结：标准和积累上是成功的，经济上的投资不算成功

3.5.3 TD-SCDMA的前世今生

TD-SCDMA（TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access），时分同步码分多址，是中国提出并纳入ITU3个3G标准之一，主要是依托于邮电部电信科学技术研究院，后来大唐电信为主，进行标准制定，并在中国移动实现商用。

技术来源

TD-SCDMA的技术来源应该分为3部分，TDD，SCDMA和智能天线

TDD技术有部分来自于西门子，西门子在3G研究的初期是聚焦于TDD研究的，但是在欧洲初步技术筛选中，败给了以爱立信和Nokia为代表的WCDMA阵营，并且西门子作为欧洲公司，还要联名和投资支持欧洲阵营的UMTS，因此之前的TDD投资基本上就打了水漂。后来在西门子研究部参与3G研发的李万林的推荐下，西门子决定用这一技术与中国人合作，再结合SCDMA技术，由中国人来提出新的3G标准，也就是说，TDD技术部分来自于西门子。

SCDMA和智能天线都来源于之前的无线数字用户环路（WiLLWireless Local Loop）研究相关。

智能天线最开始用于雷达等军事领域，主要用于移动目标的跟踪，后逐渐应用到通信领域，包括WCDMA频分领域也曾经研究过智能天线的可行性，但是结论是智能天线在郊区宏蜂窝环境下的干扰抑制水平比较理想，而在市区微蜂窝环境下的干扰抑制能力则与环境杂波有关，因此在UMTS协议中并没有引入智能天线相关技术。

TD-SCDMA基站，天线比常规天线要宽

在1994年，时任电信科学院院长的李世鹤了解到之前一起工作过的，并在美国读博士的陈卫及美国大学执教的徐广涵合作在合作研究智能天线。两人开发出智能天线的无线通信系统模型，为了推广这个这个技术，还成立了Cwill公司。在199年6月，三人经过深入的技术沟通，认为SCDMA在无线传输上是个极具潜力的技术。在1995年，将SCDMA技术介绍到邮电部，并带领邮电部专家到美国考察和演示，得到邮电部相关领导的高度认可，决定将相关技术进入国内。1995年11月，电信科学技术研究院和Cwill公司合资成立了信威公司，李世鹤任董事长，陈卫任总经理。紧接着，SCDMA被列入“九五”科技攻关计划，得到1500万元的资助，还得到国家计委的1000万元资助。被李世鹤和周寰看好的SCDMA技术，成了后来TD-SCDMA的雏形。而SCDMA技术最开始的应用更倾向于本地的固定接入，90年代中后期，因为部分区域安装固定电话的布线成本很高，通过无线技术完成最后一公里的接入，从而能够以低成本解决农村地区的电话接入的问题。当时中国电信研究院和信威了无线环路的研究，华为，中兴也曾经投入了相应的研究，当然电信研究院推出了SCDMA接入的产品（大灵通），中兴依托于这个团队推出了CDMA移动系统，在后来联通的CDMA建设中大赚一笔，而华为在研究完成之后，并没有在此基础上推出产品。

标准提出过程

ITU在1997年发文征集提案，并在1998年6月30日截止。中国当时接到征集函后，就有了好几次关于“中国要不要做、究竟怎么做”的集中讨论。由于当时还没有自己3G标准准备，中国决定成立3G无线传输技术评估协调组，跟踪相关的技术标准的进展。1997年的时候，中国在移动通信领域经验是一片空白，华为、中兴当时也主要是生产程控交换机设备，连GSM设备还在研制开发过程中，对3G和标准更是一片空白。

在开了无数次的大大小小 “中国标准怎么办，怎么做”的会议之后，在1998年1月开了一个关于标准决策的至关重要的会议，讨论关于候选技术提交和中国确定3G候选技术策略的香山会议。在此次会议上来自全国高校的教授和研究院所分别介绍了各自在3G技术研究方面的一些基础和观点，其中包括提出TD-SCDMA技术的邮电部电信科学技术研究院。在会议上，徐广涵以“科学技术研究院的高级顾问”的身份，代表邮电科学技术研究院介绍了以SCDMA为基础构建3G标准框架的设想，并介绍SCDMA在重庆的实验网络，引起了与会代表的广泛讨论。

参加会议的有二三十人争论得非常厉害，大多数人都持怀疑态度。国际标准从来都是外国人的天下，搞移动通信标准，成本非常高，难度非常大，并且WCDMA和CDMA2000已经研究了快10年，而我们的技术标准虽然有信威的基础，但是用于移动，还没有充分评估。争议声中，邮电部相关领导最后作为最后的拍板：“中国发展移动通信事业不能永远靠国外的技术，总得有个第一次。第一次可能不会成功，但会留下宝贵的经验。我支持他们把TD-SCDMA提到国际上去。如果真失败了，我们也看作是一次胜利，一次中国人敢于创新的尝试，也为国家作出了贡献。”至此，“香山会议”为TD-SCDMA一锤定音。

接下来提案的事情就顺理成章，经过电信科学院的“艰苦卓越的努力”，组织队伍，在SCDMA技术的基础上，研究和起草符合IMT-2000要求的中国的TD-SCDMA建议草案。该标准草案以智能天线、同步码分多址、接力切换、时分双工为主要特点，在1998年6月29日提交到了ITU，从而成为IMT-2000的最初的15个候选方案之一。

标准的落地

当时，很多国家都没想到在原有的几大标准外又杀出了一个标准，而且是来自此前在标准领域没有任何建树的中国，而且当时ITU最初的目标是统一成一种3G标准的，在中国标准提交之前，已经基本形成了WCDMA和CDMA两个阵营，再加上其他10多个相对较弱的标准，竞争形势非常不客观。

在这种情况下，邮电部将领导把几乎全部国际巨头公司的高层请到一起开了会，明确地传递给众多的国际巨头企业一个信号：就算国际上不接纳TD-SCDMA，中国也要自己做TD-SCDMA！而当时有移动网络的中国移动和中国联通（电信当时还没移动网络）也表示，只要中国的技术设备一出，我们必定采用中国的！中国的强硬态度，使得西方的相关公司都不能在明面上反对中国的标准，因为当时中国国内的移动通信市场是最大的，用户数发展是最快的，并且在可预见的几年内，将成为全球用户数第一，因此西方各公司必须关注中国政府和运营商的态度。

经过多方施压以及大唐自身在标准上面的逐渐完善，1999年11月5日，3G技术委员会宣布了TD-SCDMA被写入建议书。并最终在2000年5月，在土耳其召开的国际电联全会上，经投票表决，由中国提出的TDD模式的TD-SCDMA系统，与欧洲提出的WCDMA和美国提出的CDMA2000同列为国际3G三大标准之一。

上面只是技术方案纳入标准，真正的挑战还是在技术协议的标准化和产品化。在1999年9月份的一次会上，中国提交了一篇文稿，希望TD-SCDMA能在3GPP中标准化，最后，这次会议接受了大唐提出的1.28M的TD-SCDMA的码片速率，这意味着，TD-SCDMA标准化开始进行正途。最终，2001年3月，TD-SCDMA标准被3GPP接纳，成为了真正意义上的可商用国际标准。

标准的产业化

虽然标准通过，当时没有产业化的标准就是一个纸面成绩，不会产生任何社会效益。

最开始电信研究院以为预计TD-SCDMA实现产业化的时间最长不超过3年，但是实际的时间是远远超过3年。2002年3月，大唐移动通信设备有限公司挂牌成立，拉开了中国TD-SCDMA技术全面产业化的序幕。

一般设备商和芯片厂商的思路是这样的，研发生产某种设备，满足运营商需求，卖设备和服务给他们，收钱。运营商的思路是这样的，建设使用某种技术的网络，满足用户需求，为用户提供服务，收钱。

一个技术火了，设备商闻风而动，积极参与它的设备生产和标准演进，竞争激烈但市场起来大家都有钱赚；运营商通常也会选择比较火的技术，这样风险比较小。

如果没火，就正好相反，设备商会首先缩减这方面研发，于是这个技术的演进变慢甚至停止，最终当这一个产品线出货量不足以维持利润的时候就退出，死守这个技术的厂家甚至死掉，比如北电的WiMax。还没有选型的运营商会优先选择火的技术，已经选型的运营商会考虑缩减在这种技术上的投资。

对于UMTS和CDMA产业链，因为部署的运营商和用户数的预期在那里，在整个产业链大家都是挤破头去投资，比如芯片产业就有高通，TI，英飞凌，意法半导体等多家投资，测试仪器仪表则有安捷伦，罗德施瓦茨等多家投资，手机投资厂商就更多了，而几乎所有的设备商都投资了UMTS，部分投资了CDMA。

而TD-SCDMA则情况不一样，在标准讨论阶段，除了大唐和少数公司参与标准讨论之外，基本没有太多的大公司在标准上面投入。对于产业化，除了中国表明了要部署TD-SCDMA之外，没有其他的任何国家和地区准备部署TD-SCDMA。因此国际上主要的设备商都没有在TD上面投入做设备开发，而02,03年的华为还处于冬天状态，无线的销售金额又很小，无线业务亏损严重，整个公司主要还是靠固网，传输和智能网，因此在无线领域的投资也仅仅限于GSM和UMTS，连CDMA的投资都很少。因此TD-SCDMA的产业化，大到基站、系统，小到测试仪表、终端、芯片，初期都要靠大唐，但是大唐移动本身并没有销售，所有的研发投入都相当于要有外部资金的投入，自身并不能造血。

在2002年的时候，《通信世界》总编项立刚对时任爱立信全球总裁的杨迈的一次采访中，问及“爱立信是否会在TD-SCDMA进行研发和投资”时，杨迈笑着回答：“我们完全有能力做TD-SCDMA，但是我们不会做。”这也基本表明了当时主流的设备商的态度。

产业化的转机

频谱分配：在2012年，鉴于TD-SCDMA产业现状以及欧洲牌照拍卖的进展，国家决定无线频谱的分配。当时大唐就代表TD-SCDMA产业向无线电管理局提出频率申请的报告，在报告中提出155M TDD频谱分配的需求。2002年10月23日，信息产业部通过《【2002】479 号文件》公布了3G 的TDD频谱规划，为TD-SCDMA 标准划分了总计155MHz 的非对称频段。中国政府对TD-SCDMA的政策倾斜使TD-SCDMA同时也获得了政治上的优势。当时有外电由此分析说，中国政府已敦促国内产业界采取行动支持中国自己的电信业标准。国内一些相关部委的官员也在一些非公开场合透露，不排除将TD-SCDMA标准采用和3G牌照挂钩的方式，进行政策性推动。

产业联盟成立：早在2001年底，大唐就提出了产业联盟的想法，在联盟内部，部分知识产权共享，看似大唐吃了小亏，但整个产业起来了，大唐才能生存下来。“当时，我们还以为华为、中兴不会加入呢，谁知和华为的领导一谈，他们就非常爽快地答应了，中兴也是这样，和中兴的中层谈了几次也没谈成，后来约到了他们的一位副总裁，就很快达成了协议。”（腾讯新闻：TD-SCDMA正传）。2002年10月30日，包括大唐、南方高科、华立、华为、联想、中兴、中电、中国普天在一起的8 家国内知名通信企业成立了TD-SCDMA产业联盟。

2003年底，凯明、展讯、天碁、重邮信科、海天、海信成为TD-SCDMA产业联盟成员，联盟成员扩大到14家，2006年初，联盟的企业已经扩展到26家。从系统到终端，从核心网到接入网，从芯片到软件，TD-SCDMA的产业链和产业环境不断成熟与完善。

产业配合：在系统设备方面，通过协调和运作，形成大唐与阿尔卡特、华为与西门子、中兴与爱立信、普天与诺基亚的中外合作关系，至少在面上，各大企业都参与了TD的产业。在芯片方面，以天碁、凯明、展讯、重邮等为代表的芯片企业设计出了TD-SCDMA单模，TD-SCDMA/GSM双模多种商用芯片，并推出了各种终端解决方案，在芯片的基础上，各家手机企业也开发了多款手机。

虽然产业化上出现了部分转机，但是当时的运营商都还没表态要部署TD-SCDMA，甚至没有一个运营商真正愿意部署TD，中国移动、中国联通和中国电信都在左躲右闪，希望避免发展TD的任务最终落在自己头上，也在各种场合表达希望能够使用成熟的标准，TD作为热点地区进行补充。

转变为国家意志

不过，这样的支持不足以使已经在商业化进程中落后的TD-SCDMA被运营商接纳。最终将发展TD-SCDMA推进为国家意志的，是2005年的一封信。大唐相关领导找到时任中国科学院院长、中国工程院院长、中国科学技术协会主席等重量级科学家，请他们联名上书国家相关部门，支持中国“自主创新”的TD-SCDMA。国内三大科研机构的领导联名上书，引起了决策层的重视。高层批示：此事重大，关系到我国移动通信的发展方向。这被解读为中国要“举全国之力”做好TD-SCDMA。

在这之后不到两个星期，TD-SCDMA被明确定为中国3G通信标准。再接下来开展规模试验、划拨研发基金、进行友好用户体验等，TD-SCDMA的商用化进程明显加快。2007年6月国家开发银行和大唐金融合作协议，从国家层面给大唐以资金支持，积极践行国家自主创新战略，为TD-SCDMA技术及产品研发及后续技术演进、完善TD产业链等工作奠定坚实的基础。

2008年4月，相关人员再次上书，明确建议由中国移动来做TD-SCDMA，理由是中国移动有用户优势、有充足的资金且是国际品牌。这一建议很快得到批示。最终，中国移动被钉在了TD-SCDMA上。2008年5月，工信部召集三大运营商开会，要求“TD只能成功，不能失败”。随后的5月8日，中国移动董事长王建宙表态：中国移动将发展TD-SCDMA作为义不容辞的责任。至此，中国移动接盘TD-SCDMA大局已定。

2009年1月7日下午，工信部举行了一个小型的内部发牌仪式，将TD-SCDMA给了中国移动，与此同时，中国联通获得WCDMA牌照、中国电信获得CDMA2000牌照。

至此，TD-SCDMA的商用事宜确定，当然只发一张TD-SCDMA牌，且发给中国移动，工信部实际上有平衡三大运营商的考虑，因为当时中国移动太强了，这个在4GLTE上只给移动发LTE TDD牌照，而给联通电信发了LTETDD和FDD牌照类似。

最短命的3G网络

从2009年1月开始，一直到2013年12月发放4G 牌照为止，满打满算也只有5年，在这5年中，中国移动一共投资了50万站点，投资金额大概1880亿，另外在终端上还有几百亿的补贴，估计实际投入在2000亿以上，但是实际的效果却很不好。

TD的3G网络体验很差，网速上不去。3G相对2G的优势就是数据传输速度。一般情况下，无论是网络建设，还是终端，只要砸钱进去，给予一定时间，最终问题都会解决。但TD-SCDMA的技术本源决定了它的低速率，再怎么优化也赶不上其他的3G标准。移动的3G网速在多数情况下只能达到1Mbps。而2013年，中国联通的WCDMA下载速度普遍可达21兆/秒，中国电信的CDMA2000普遍达到3.1兆/秒。

在终端上，中国移动开始卖的终端只能是大唐、新邮通研发的低端机，当时联通和电信则是卖的主流手机厂商诺基亚，摩托罗拉和三星的高中低端都包含。

在终端和网络的夹击之下，中国移动的高端客户流失严重，但是无还手之力。在2011和12年时，由于3G的网络不给力，移动还花了很大的精力建设了WLAN（WiFi）网络，尽量提升客户的体验，而这个WiFi网络随着4G牌照的发放，也就偃旗息鼓了。

在3G刚开始商用的2009年，中国移动的用户数为5.22亿，在全国7.25亿移动用户中占比达72%，其次为中国联通，占比20%，刚刚运营CDMA网络的中国电信占比为8%。2013年11月，4G商用之前，中国移动、中国联通、中国电信的移动用户占比分别为62.2%、 22.7%、 15.1%。最终TD-SCDMA的3G用户也只有2.4亿，网络的利用率也只有3成。

为了避免3G的继续拖累，移动将目光瞄向4G，在国际上LTE-TDD标准确定之后，2010年底，TD-SCDMA网络商用不到两年，在中国移动推动下，工信部批复了TD-LTE工作小组提交的《TD-LTE规模技术试验总体方案》。而早在2009年，中国移动在建设TD-SCDMA站点时，就明确提出硬件要兼容后续的LTE-TDD标准，等后续4G牌照发放时，能够快速的支持4G。

由于LTE都是为数据传输服务的，要支持语音，则核心网需要做很大的改动，这对中国移动来说立即改动还不太实际。因此国际上大多数的运营商都是选择回落到2G或者3G，也就是用户只要发起电话的业务，则将用户切换到2G或者3G网络。中国移动经过反复讨论，决定从LTE回落到2G，主要是考虑到2G网络的覆盖比较好。

为尽快上马4G，中国移动的TD-LTE基站建设规模从2012年的2万个迅速增加到2013年的20万个，再到2014年的70万个，远远超过多年来TD-SCDMA基站的总和，移动在数据业务上面劣势迅速改观，4G用户的发展势头远超电信和联通。同时，业务流量快速向4G迁移的同时，也使得3G网络的负载也快速降低。

TD-SCDMA的意义

TD-SCDMA虽然在网络应用上并没有取得很大的成功，但是就提标准这个事情来说，应该是一个突破。在20年前，国内的通信产业无论是在技术上，系统上还是终端和芯片上，都还是一个小很弱小的，在当时的环境下，由当时的领导拍板，决定搞出自己的标准，对国内的通信产业应该是一个绝对很正面的促进作用，虽然大家没有从这个产业上面赚到钱，但是从这个标准上积累了经验，完善了产业链。

在当时，很多很著名的经济学家，北邮和南邮的技术专家都是都是极力反对TD的上马，因为经济上的确不是那么划算，技术和产业上推广也很有限，但是毕竟搞了中国人自己的标准，以此为基础产业链的运作和联盟，技术的积累和提升，标准的玩法应该还是起到了很大作用。

任何事情，任何产业都不可能一蹴而就，谁也不可能一下子就走到产业的前端，都是要经过从不成熟运作到成熟运作的积累过程，而TD-SCDMA标准就是这个过程的具体体现。当然这个过程的代价稍微有点大，投资稍微有点猛，移动稍微有点苦。

总结就是：标准和积累上是成功的，经济上的投资不算成功。

TD-SCDMA大事记 -- From《中国标准TD-SCDMA之殇：2000亿投资打水漂》

曹江 通信实习生