基于專利計量與可視化的LTE領域競爭態勢分析

吳金紅　陳強　周磊

[摘要]運用專利計量和可視化分析方法，對國內外LTE技術的專利申請趨勢、區域分布、IPC等因素進行分析，識別該領域核心技術和重點技術，探討LTE技術領域的發展趨勢，分析競爭領域的狀態和趨勢，運用社會網絡法構建專利權人合作網絡，識別出當前國內外LTE領域潛在的競爭對手和合作對象。研究成果可為我國LTE領域的未來發展提供有用的競爭情報。

[關鍵詞]LTE；專利分析；專利計量；競爭態勢

DOI：10.3969/i.issn.1008-0821.2015.01.020

[中圖分類號]G254.924 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-0821（2015）01-0104-04

LTE（Long Term Evolution，長期演進）技術是由3GPP組織制定的通用移動通信系統技術標準的長期演進，旨在減少網絡時延、提高用戶數據速率、改善系統容量和覆蓋率以及降低運營成本，是推動移動通信網絡由3G時代過渡到4G時代的重要條件。目前，LTE領域已形成以美國、亞洲、歐洲三大區域為主導的三足鼎立的產業分布與競爭格局。縱觀移動通信領域各大運營商的發展史，不難發現他們除了形成自己成熟的技術體系之外，還非常注重利用專利來保護自己的技術創新，用專利來維持在行業內的技術優勢。作為技術創新最原始的資料，專利信息具有真實可靠、內容新穎并且時效性好的特點。通過對相關產業和技術領域的專利技術進行檢索和分析，能夠把握相關產業和領域的整體情況和發展趨勢，明確行業技術熱點，了解企業的技術活動及其戰略布局。因此，本研究試圖從專利情報分析的視角；通過專利計量、社會關系網絡等多種情報學分析方法來研究LTE領域的發展態勢，以期為相關部門和科研人員制定LTE領域相關戰略及為把握科學研究方向提供依據和參考。

1.數據來源與方法

本文數據來源于德溫特創新索引專利數據庫（Derwent Innovations Index，簡稱DII），該數據庫收錄了全球40多個專利機構的1800多萬條基本發明專利3890多萬條專利情報，是世界上最權威的專利文獻數據庫之一。檢索式為Topic=“LongTerm Evolutaon”or“LTE”，時間跨度為2006-2013，檢索時間為2013年12月。共檢索到19449條專利記錄，經過清洗得到15879條不同的專利記錄。由于專利申請有18個月的公布周期，以及專利數據庫數據收集和錄入有一定的延遲，2012年和2013年的數據不是很完整，僅供參考。

在分析過程中，采用定性與定量相結合的方法。首先對原始專利數據進行預處理，清洗重復的記錄，消除同一專利權人在不同專利里出現不同名稱的現象。然后采用圖表分析法和社會網絡法，對專利信息進行深度分析，并將結果以可視化的形式呈現出來。本文在分析過程中采用Excel作為專利統計分析工具、采用NetDraw作為專利網絡分析工具。

2.LTE領域的態與勢

“態”是指競爭領域的整體格局，包括技術領域、地區分布等，它是對競爭領域的一種靜態觀察。“勢”是指競爭領域的發展方向，是對競爭領域的一種動態分析。通過態和勢的分析，能夠從縱橫兩個方向來考量競爭領域。

2.1技術領域分析

IPC分類以功能分類和應用分類相結合，側重功能分類。通過對IPC分類號的統計分析，可以從總體上了解該領域內的重點技術研發的分布狀況；通過各技術領域專利的比重分析，可以了解每一個技術領域的研發成熟度，進而可以幫助我們掌握該領域的技術發展趨勢。表1是LTE領域排名前5的重點技術專利申請量的分布情況。

從表1可以看出，H04W（無線通信網絡）類下的專利申請量最多，占全部申請專利的38.42%。值得注意的是，李春秀在2009年的統計結果顯示，LTE領域的無線通信網絡方面的專利數占總專利數的比例不到4%。由此可以看出，近幾年來國內外通信企業都非常重視在LTE技術方面的研發工作，并且在將LTE技術應用到移動通信網絡方面取得了很大的進展，發展非常迅猛。相應地，H04L（數字信息的傳輸）和H04B（無線網絡傳輸）方面的專利數量也比較多，因為國內外移動通信領域的發展尤其是4G網絡的發展，必然離不開數據交換和傳輸技術的革新。H04J（多路復用通信）是LTE領域的關鍵技術，是各企業研究的熱點，專利申請量相對也較多。而從子類來看，時分多路復用方面的專利申請數量較少，以后該領域的專利申請量有可能進一步提升。

2.2競爭地區分析

4G通信技術不僅是企業間的競爭，更是國家間的競爭，通過專利申請的國家分析可以了解主要競爭對手的國家分布以及未來的競爭格局。分析結果如圖1所示。

圖1是專利申請地區分布情況統計，其中前10名的申請地區從多到少依次是美國、世界知識產權組織、中國、歐洲、日本、韓國、臺灣、印度、加拿大和澳大利亞。該分布基本反映了LIE技術在各個國家的技術研發情況與市場發展情況。由圖1可見，美國仍是4G通信技術的領頭羊，其LTE技術專利申請量處于世界領先地位，占總申請量的22%。可喜的是，我國LTE專利申請量位居第三，占總數的13%。綜合來看，美國是目前LIE技術研發最為廣泛的國家，亞洲國家的發展勢頭良好，實力不容小覷，在未來的4G通信市場，必然會擁有很大的話語權。中國雖然發展勢頭迅猛，但與美國還存在一定的差距，要想在4G時代占領世界市場，需要在該技術領域進一步加大研發力度，在關鍵技術上實現突破，同時也要注意專利申請和保護，利用專利手段，占據未來發展的有力位置。

2.3發展趨勢分析

通過專利申請的分析，可揭示LIE技術領域的歷年專利申請及技術研發情況，從而掌握其技術發展趨勢及全局動態，對檢索到的LTE技術領域的專利申請量進行統計，結果見圖2。

由圖1可以看出，自20世紀80年代起國內外企業就開始了對LIE技術的研發工作，2007年開始出現了突破性的進展。從專利數量上看，2007年LTE技術專利申請數量達到了161項，而之前一直總共不到10項。之后，一直呈現出爆炸式增長趨勢。實際上，專利申請數量的增長與各國研發者的學術敏銳、研發模式及國家層面的重視有關。2004年在多倫多召開的3GPP會議，決定開始3G系統的LIE研究項目，隨后各國的通訊公司爭相申請LIE相關專利，預先布局4G戰略。endprint

3.LTE領域的競與合

“態”和“勢”分析有助于從整體上把握競爭領域的總體格局，而作為企業決策者來說，更需要深入到競爭領域的內部，分析潛在的競爭對手和合作對象，做到知己知彼，制定出進攻和防御的戰略決策。

3.1競爭對手分析

通過對主要專利權人的專利數量的分析可以了解某技術的研發情況以及所在領域的競爭環境與技術領先者。由于許多全球性跨國公司在不同的地區或國家采用不同的名稱，因此，我們重點對專利申請數排名靠前的專利權人進行了重點清洗，把屬于同一公司的專利權人進行了合并。表2列出了排名靠前的20個專利權人及其申請數量。

數據顯示，LTE領域前20位專利申請人都是全球著名的企業，其中很多企業是電信和通信行業的巨頭，如三星、諾基亞、高通。由此可見，LTE是各國電信企業非常重視的技術，也是各企業為獲得未來4G市場競爭優勢而必須攻克的技術熱點和難點。總體來說，LTE領域有3108個專利權人，發明人數量多，但集中度相對較高。表中20位發明人總的專利申請量占總量的47%左右。說明表中的這些公司在該技術領域占據有較大的壟斷地位，這也與通信行業的特點相吻合。

值得注意的是，在排名前20位的專利權人中，有中興、華為、大唐以及宏達等4家通訊公司，專利申請數占全球申請總量的。其中，中興公司專利申請數為536件，占全球申請總量的3.37%，超過韓國的三星公司名列第5位。由此可見，近年來我國通訊企業非常重視對4G技術尤其是LTE技術的研發，并也取得了豐碩的成果，為未來國際4G前沿技術的激烈競爭奠定了良好的技術基礎。從另一方面來看，也反映出國內知名企業已逐漸培養出良好的專利意識，積極運用專利戰略對保護自主的研究。

3.2競爭優勢分析

專利申請總量反映出一個公司總的技術優勢，但不同的公司因不同的競爭策略，所采用專利戰略重點不同，因此，需要繼續下鉆，深入分析每一個子類中專利申請數的分布狀況，明確各自的優勢和劣勢，以便采取合適的競爭或合作戰略。表3列出了專利數量前lO名的公司在5個重點技術領域的專利分布情況，其中每個領域第1名用下劃線標出。

由表3可以看出，Errison在H04W和H04L小類下的LIE專利數量處于領先地位，顯示出愛立信對LTE的重點關注程度和強大研發實力。但與其競爭對手相比較，領先優勢并不是很明顯，如與QUALCOMM、LG公司在H04W方面的專利數相差不大。而LG公司H04B和H04J方面的優勢則較為明顯，尤其是在H04B方面的LTE專利數量遙遙領先于其他公司。與國外這些著名的通信公司相比，我國在這方面仍屬于落后的位置，而且專利布局不均衡，比如中興公司在H04J（多路復用）方面的專利比例明顯少于其他公司，無疑會阻礙國內4G通信的健康發展。

3.3競爭合作分析

動態的行業環境要求企業整合內部和外部資源以迅速應對不斷變化的外部市場。專利代表著公司的技術能力和競爭優勢，是企業間合作的重要體現。因此，通過分析專利權人的共現關系，構建專利權人合作網絡，可以幫助發現行業內企業之間的合作關系和發展態勢。我們先通過分析檢索結果構建出33家排名靠前的專利權人合作矩陣，再利用NetDraw對專利權人的合作關系進行可視化描述，結果如圖3所示。

由圖3可知，雖然有不少孤立的節點，但是專利合作開發已經逐漸成為LIE技術研發的一種重要方式。從圖的結構特征來看，LTE領域的主要合作模式是中介型和雙核型。圖中由11家企業組成的最大的合作網絡是一種典型的中介型網絡，兩個連接節點分別是NIT和LG。對照表2可以發現，這個大型的專利權人合作網絡的節點都是一些排名靠前的公司，也是LIE領域最活躍的公司。另外值得注意的是，該兩個節點都為亞洲的公司，這也意味著在未來的4G網絡競爭中，亞洲公司會成為一個具有巨大影響力的力量。而雙核模式多出現在企業與其子屬公司之間，說明大多數技術領先型企業重視各分部的合作，但是合作的規模有限、知識的同質性高，不利于知識的跨組織交流。

4.結束語

通過對國內外LTE領域的專利申請趨勢、專利權人、專利地域、合作網絡等因素的分析，研究了該領域的態和勢，并對競爭領域進行了細化分析，獲得了該領域潛在的競爭對手和合作對象。通過分析，得到如下主要結論：

①國內外對LTE技術的研究非常重視，成果數量呈現直線上升勢頭，目前處于快速增長期，并且技術分布范圍正迅速擴大。因此，我們需要抓住機遇，投入更大的資源推動LTE領域的研究，縮短研發時間掌握核心技術、占領LTE技術的制高點。

②雖然調制載波、多路復用和電路傳輸技術仍然是LTE領域研究的熱點，但是從專利數量上來看，無線通信網絡的資源管理是LTE技術競爭的主戰場。該領域的研究重點在于如何提高LTE的系統性能、滿足高數據速率和服務質量。這意味著不久的將來，LTE領域逐步進入產業化階段。

③LTE關鍵技術仍然掌握在美國、歐洲及日韓國家的通信企業手中，但我國在LTE領域正發揮著舉足輕重的作用，專利申請數量在整個LTE領域的比重越來越大，正在打破原先由歐美及日韓壟斷的局勢。

④國外LTE領域的專利權人非常注重企業間的合作，形成了以NTT和LG為關鍵連接點的超大規模專利權人合作網絡。這種網絡的出現，一方面會形成全球協同的產業發展模式；另一方面也無形中形成了一個壁壘，阻礙未參與合作網絡的企業參與協同發展。國內企業的合作意識尚需改進，如ZTE的LTE專利數量很多，但在合作網絡上確呈現孤點狀態，無疑會阻礙它與全球其他企業的合作。因此，我們需要加強合作意識，積極參與到協同發展的隊伍之中，強強聯手，在未來的4G時代占據領先位置。endprint