MIMO技術專利態勢及風險分析

黃翠霞　　中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心高級分析師張　倩　　中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心高級分析師李文宇　　中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心主任

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MIMO技術專利態勢及風險分析

黃翠霞中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心高級分析師
張倩中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心高級分析師
李文宇中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心主任

摘要：MIMO技術是無線通信系統的關鍵技術，本文對全球MIMO技術專利申請趨勢、全球分布、主要申請人、標準關鍵技術等進行了深入分析，并對MIMO技術領域的專利侵權風險進行了剖析，可為我國企業在技術研發及專利布局上提供有益參考。

關鍵詞：MIMO；專利態勢；知識產權風險

1　引言

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術通過多個發射天線和接收天線通信，可以提供更高的數據傳輸速率和保證更好的服務質量，MIMO技術的應用極大地提高了無線通信系統的容量，近10多年來MIMO技術在通信領域得到了迅猛的發展，已經被眾多通信標準納入為其核心關鍵技術。企業亦紛紛在MIMO技術領域進行專利布局。

2　全球MIMO技術專利概況

1990年之后，全球無線通信領域開始對MIMO系統展開研究，尤其是近十年來，MIMO技術已經成為無線通信領域的關鍵技術之一。MIMO技術已被越來越多地應用于各種無線通信系統，如802.11n、802.16e、LTE/LTE-A等，MIMO技術在無線通信領域發展迅猛，其專利申請數量達到了萬件量級。

（1）全球MIMO專利申請已進入高峰期

MIMO技術專利在2000—2015年期間申請共計達14973件。2004年以前，申請數量較少。受3GPP LTE項目啟動影響，2004年起MIMO技術專利申請量呈現爆發式增長，并于2010年達到峰值，MIMO技術日趨成熟（見圖1）。

圖1　MIMO全球專利年度申請趨勢

隨著近兩年5G關鍵技術（MassiveMIMO）研究的開展，MIMO技術領域呈現出新的創新空間，圍繞MassiveMIMO的專利申請帶動MIMO技術專利申請量維持在較高水品，對比2014—2015年MIMO專利申請增量，近兩年MIMO技術專利申請增量較大。

（2）中美為MIMO技術專利布局領先國家

全球MIMO技術發展以美國最為活躍，其MIMO專利受理量排名全球第一，達43.14%；中國緊隨其后排名第二，占比達30.6%，各企業積極重視中國這個大市場，其中華為、中興等國內通信企業在國內MIMO專利布局中排名靠前，國內的創新氛圍越來越強；歐洲排名第三占比達16.08%，其通信巨頭愛立信、諾基亞擁有較多MIMO專利布局；韓國擁有以通信業務為主的LG和三星公司，重視MIMO技術的布局，韓國的MIMO專利受理量全球排名第四；此外，排名靠前的還有日本，日本以NTTDOCOMO、松下為代表在MIMO領域有較多的專利布局。

最后值得一提的是印度，該國專利申請量亦達300余件，雖然總量不大，但布局企業數量不少，其中不乏通信巨頭高通、諾基亞、阿朗，還有專利運營公司InterDigital、IPRLicensing均在印度布局MIMO相關專利，相互之間形成一定的制衡，印度市場或將成各家通信企業爭搶撕殺之地。全球MIMO專利申請占比情況如圖2所示。

（3）我國企業MIMO技術專利申請排名靠前

中美歐日韓通信企業對MIMO技術的研發高度重視。首先，作為全球領先的芯片廠商高通，目前已推出多款MIMO的芯片，如支持4×4MIMO的LTE驍龍芯片、支持MU-MIMO技術的VIVE 4-Stream 802.11ac芯片組，高通申請量排名第一；其次，我國通信企業中興、華為依次排名全球第二和第四，我國企業研發實力全球排名靠前，躋身全球通信行業研發領先隊伍之列；同時，韓國企業三星和LG在智能終端市場均占有較高的市場份額，這兩家企業排名依次是第三和第四；此外，歐洲知名企業愛立信MIMO技術專利排名靠前，申請量排名第五；日本企業松下排名第八，其他躋身TOP10的企業依次有博通、INTEL和諾基亞。MIMO主要申請人申請量排名情況如圖3所示。

圖2　全球MIMO專利申請占比

圖3　MIMO主要申請人申請量排名

3　MIMO關鍵技術專利布局

MIMO是LTE/LTE-Advanced標準技術的核心關鍵技術，3GPPLTE項目的啟動帶來MIMO技術專利申請的爆發式增長。針對MIMO技術的CSI（信道狀態信息）、控制信令設計、碼本設計是在LTE/LTEAdvanced標準化過程中關注的重點，各企業在LTE標準制定過程中積極預埋專利（見圖4）。

圖4　MIMO標準相關技術專利申請情況

CSI是LTE-Advanced標準化過程中專利申請量最大的技術分支，其中有130余家公司持有該技術分支專利。相較而言，韓國企業在該技術分支實力較強，三星和LG專利申請量在該領域申請量排名第一和第三。排名第二的是高通公司，除此之外申請量靠前的企業還有愛立信、中興、華為、InterDigital等。LTE-A MIMO-CSI技術分支主要申請人申請量占比情況如圖5所示。

控制信道/令設計是LTE/LTE_Advanced標準研發中熱度排名第二的技術分支，申請人達60余個。在該技術分支中我國通信企業大唐、中興、華為均進行了專利布局，排名靠前。整體而言，我國申請人申請量占控制信令設計專利量的12%。LTE-A MIMO控制信令設計技術分支主要申請人申請量占比情況如圖6所示。

預編碼/碼本設計也是LTE/LTE-Advanced標準化過程中關注的熱點，參與該技術分支專利布局的企業也較多，達60余家。同時，各家均持有一定量專利但數量無明顯優勢。我國企業中興、上海貝爾和華為在該領域有較多的研發投入，申請量相對靠前。同時，國內幾所高校在該領域有較多的研究，進行了相關的專利申請，存在成果轉化的空間。LTE-AMIMO-碼本設計技術分支主要申請人申請量占比情況如圖7所示。

總體而言，參與MIMO技術創新的企業眾多，各企業都在重視MIMO技術尤其是標準相關技術分支的專利申請和保護。在各MIMO技術分支上，各企業的專利布局各有優勢，核心專利分散分布，彼此之間存在一定制衡。

4　MIMO知識產權風險分析

MIMO技術專利申請量大且分布分散，注定了MIMO技術產業化過程中專利糾紛風險極為廣泛和復雜。然則，在眾多潛在的專利糾紛風險中，涉及相關標準的基本專利和訴訟頻發專利風險最大，尤為值得關注和警惕。

圖5　LTE-AMIMO-CSI技術分支主要申請人申請量占比

圖6　LTE-AMIMO-控制信令設計技術分支主要申請人申請量占比

眾所周知，基本專利具有實施標準技術不可繞開且侵權舉證容易的特點，成為專利糾紛標的物的常客。根據對ESTI（歐洲電信標準化協會，歐共體委員會批準成立的非贏利性的電信標準化組織，ETSI要求其成員披露涉及到相關標準的基本專利）披露的專利數據進行統計分析發現，，除通信產業鏈各企業在披露標準專利外，NPE（Non-PracticingEntities）InterDigital 在MIMO技術領域亦披露了不少專利，這些專利均具較多同族及較高引證次數，部分專利被引證次數達上百次，由InterDigital持有的大量高質量標準專利，可以知道其擁有極強的專利授權意識，對通信產業鏈的各企業威脅極大（見表1）。

圖7　LTE-AMIMO-碼本設計技術分支主要申請人申請量占比

表1　InterDigigtal披露MIMO基本專利舉例

美國是MIMO技術發展最為活躍的國家，根據對在美MIMO訴訟進行統計分析發現，MIMO技術侵權訴訟活躍，高校企業NPE紛紛參與。一方面訴訟發起人呈現出多類別，包括通信設備企業、大學及NPE等（見表2）；另一方面涉案專利技術分支具有分散分布的特點，從表2提取的一部分訴訟可以看到，愛立信訴TCL的專利是關于MIMO信道CQI反饋；明尼蘇達大學訴AT&T的專利是關于MIMO多天線信道的頻偏估計；而NPEAdaptix（AcaciaResearch子公司）訴Alcatel-Lucent的案子是關于MIMO系統的天線切換。

5　結束語

中美歐日韓印成為MIMO專利布局最為活躍的國家，各企業積極參與MIMO技術專利布局，全球MIMO技術專利呈現分散分布的特點，我國企業在MIMO技術中亦占有一定份量，然而我國大部分企業以本土專利布局為主，國際專利實力與國外企業仍存在較大差距。MassiveMIMO作為下一代無線通信重要技術，我國企業應抓住時機積極加強相關專利的布局。此外，由于NPE持有高質量基本專利、MIMO技術專利訴訟活躍、專利侵權風險巨大，我國企業應提早做好專利應對策略及進軍市場的產品選型。

表2　MIMO技術在美訴訟舉例

參考文獻

［1］張中山，王興，張成勇，等.大規模MIMO關鍵技術及應用［J］.信息科學，2015（9）：1095-1110.

［2］袁弋非，王欣暉，趙孝武.5G技術多元化：演進型和革命型技術將共存［N］.人民郵電報，2015（9）.

［3］尹興良.LTE-A中的控制信道增強技術研究［D］.北京郵電大學，2015.

收稿日期：（2016-05-05）

Analysis on MIMO patent trend and intellectual property risk

Huang Cuixia，Zhang Qian，Li Wenyu

Abstract：MIMO is one of the core technology of wireless communication system.This paper makes a detailed study on the trend of patent application，main applicants，key technology in the field of MIMO.This paper analyzes the intellectual property risk by the view of standard essential patent and patent litigation.It provides a reference for domestic enterprises in the research of MIMO technology and patent layout.

Key words：MIMO；patent trends；intellectual property risk