基于专利计量与可视化的LTE领域竞争态势分析

吴金红　陈强　周磊

[摘要]运用专利计量和可视化分析方法，对国内外LTE技术的专利申请趋势、区域分布、IPC等因素进行分析，识别该领域核心技术和重点技术，探讨LTE技术领域的发展趋势，分析竞争领域的状态和趋势，运用社会网络法构建专利权人合作网络，识别出当前国内外LTE领域潜在的竞争对手和合作对象。研究成果可为我国LTE领域的未来发展提供有用的竞争情报。

[关键词]LTE；专利分析；专利计量；竞争态势

DOI：10.3969/i.issn.1008-0821.2015.01.020

[中图分类号]G254.924 [文献标识码]A [文章编号]1008-0821（2015）01-0104-04

LTE（Long Term Evolution，长期演进）技术是由3GPP组织制定的通用移动通信系统技术标准的长期演进，旨在减少网络时延、提高用户数据速率、改善系统容量和覆盖率以及降低运营成本，是推动移动通信网络由3G时代过渡到4G时代的重要条件。目前，LTE领域已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。纵观移动通信领域各大运营商的发展史，不难发现他们除了形成自己成熟的技术体系之外，还非常注重利用专利来保护自己的技术创新，用专利来维持在行业内的技术优势。作为技术创新最原始的资料，专利信息具有真实可靠、内容新颖并且时效性好的特点。通过对相关产业和技术领域的专利技术进行检索和分析，能够把握相关产业和领域的整体情况和发展趋势，明确行业技术热点，了解企业的技术活动及其战略布局。因此，本研究试图从专利情报分析的视角；通过专利计量、社会关系网络等多种情报学分析方法来研究LTE领域的发展态势，以期为相关部门和科研人员制定LTE领域相关战略及为把握科学研究方向提供依据和参考。

1.数据来源与方法

本文数据来源于德温特创新索引专利数据库（Derwent Innovations Index，简称DII），该数据库收录了全球40多个专利机构的1800多万条基本发明专利3890多万条专利情报，是世界上最权威的专利文献数据库之一。检索式为Topic=“LongTerm Evolutaon”or“LTE”，时间跨度为2006-2013，检索时间为2013年12月。共检索到19449条专利记录，经过清洗得到15879条不同的专利记录。由于专利申请有18个月的公布周期，以及专利数据库数据收集和录入有一定的延迟，2012年和2013年的数据不是很完整，仅供参考。

在分析过程中，采用定性与定量相结合的方法。首先对原始专利数据进行预处理，清洗重复的记录，消除同一专利权人在不同专利里出现不同名称的现象。然后采用图表分析法和社会网络法，对专利信息进行深度分析，并将结果以可视化的形式呈现出来。本文在分析过程中采用Excel作为专利统计分析工具、采用NetDraw作为专利网络分析工具。

2.LTE领域的态与势

“态”是指竞争领域的整体格局，包括技术领域、地区分布等，它是对竞争领域的一种静态观察。“势”是指竞争领域的发展方向，是对竞争领域的一种动态分析。通过态和势的分析，能够从纵横两个方向来考量竞争领域。

2.1技术领域分析

IPC分类以功能分类和应用分类相结合，侧重功能分类。通过对IPC分类号的统计分析，可以从总体上了解该领域内的重点技术研发的分布状况；通过各技术领域专利的比重分析，可以了解每一个技术领域的研发成熟度，进而可以帮助我们掌握该领域的技术发展趋势。表1是LTE领域排名前5的重点技术专利申请量的分布情况。

从表1可以看出，H04W（无线通信网络）类下的专利申请量最多，占全部申请专利的38.42%。值得注意的是，李春秀在2009年的统计结果显示，LTE领域的无线通信网络方面的专利数占总专利数的比例不到4%。由此可以看出，近几年来国内外通信企业都非常重视在LTE技术方面的研发工作，并且在将LTE技术应用到移动通信网络方面取得了很大的进展，发展非常迅猛。相应地，H04L（数字信息的传输）和H04B（无线网络传输）方面的专利数量也比较多，因为国内外移动通信领域的发展尤其是4G网络的发展，必然离不开数据交换和传输技术的革新。H04J（多路复用通信）是LTE领域的关键技术，是各企业研究的热点，专利申请量相对也较多。而从子类来看，时分多路复用方面的专利申请数量较少，以后该领域的专利申请量有可能进一步提升。

2.2竞争地区分析

4G通信技术不仅是企业间的竞争，更是国家间的竞争，通过专利申请的国家分析可以了解主要竞争对手的国家分布以及未来的竞争格局。分析结果如图1所示。

图1是专利申请地区分布情况统计，其中前10名的申请地区从多到少依次是美国、世界知识产权组织、中国、欧洲、日本、韩国、台湾、印度、加拿大和澳大利亚。该分布基本反映了LIE技术在各个国家的技术研发情况与市场发展情况。由图1可见，美国仍是4G通信技术的领头羊，其LTE技术专利申请量处于世界领先地位，占总申请量的22%。可喜的是，我国LTE专利申请量位居第三，占总数的13%。综合来看，美国是目前LIE技术研发最为广泛的国家，亚洲国家的发展势头良好，实力不容小觑，在未来的4G通信市场，必然会拥有很大的话语权。中国虽然发展势头迅猛，但与美国还存在一定的差距，要想在4G时代占领世界市场，需要在该技术领域进一步加大研发力度，在关键技术上实现突破，同时也要注意专利申请和保护，利用专利手段，占据未来发展的有力位置。

2.3发展趋势分析

通过专利申请的分析，可揭示LIE技术领域的历年专利申请及技术研发情况，从而掌握其技术发展趋势及全局动态，对检索到的LTE技术领域的专利申请量进行统计，结果见图2。

由图1可以看出，自20世纪80年代起国内外企业就开始了对LIE技术的研发工作，2007年开始出现了突破性的进展。从专利数量上看，2007年LTE技术专利申请数量达到了161项，而之前一直总共不到10项。之后，一直呈现出爆炸式增长趋势。实际上，专利申请数量的增长与各国研发者的学术敏锐、研发模式及国家层面的重视有关。2004年在多伦多召开的3GPP会议，决定开始3G系统的LIE研究项目，随后各国的通讯公司争相申请LIE相关专利，预先布局4G战略。endprint

3.LTE领域的竞与合

“态”和“势”分析有助于从整体上把握竞争领域的总体格局，而作为企业决策者来说，更需要深入到竞争领域的内部，分析潜在的竞争对手和合作对象，做到知己知彼，制定出进攻和防御的战略决策。

3.1竞争对手分析

通过对主要专利权人的专利数量的分析可以了解某技术的研发情况以及所在领域的竞争环境与技术领先者。由于许多全球性跨国公司在不同的地区或国家采用不同的名称，因此，我们重点对专利申请数排名靠前的专利权人进行了重点清洗，把属于同一公司的专利权人进行了合并。表2列出了排名靠前的20个专利权人及其申请数量。

数据显示，LTE领域前20位专利申请人都是全球著名的企业，其中很多企业是电信和通信行业的巨头，如三星、诺基亚、高通。由此可见，LTE是各国电信企业非常重视的技术，也是各企业为获得未来4G市场竞争优势而必须攻克的技术热点和难点。总体来说，LTE领域有3108个专利权人，发明人数量多，但集中度相对较高。表中20位发明人总的专利申请量占总量的47%左右。说明表中的这些公司在该技术领域占据有较大的垄断地位，这也与通信行业的特点相吻合。

值得注意的是，在排名前20位的专利权人中，有中兴、华为、大唐以及宏达等4家通讯公司，专利申请数占全球申请总量的。其中，中兴公司专利申请数为536件，占全球申请总量的3.37%，超过韩国的三星公司名列第5位。由此可见，近年来我国通讯企业非常重视对4G技术尤其是LTE技术的研发，并也取得了丰硕的成果，为未来国际4G前沿技术的激烈竞争奠定了良好的技术基础。从另一方面来看，也反映出国内知名企业已逐渐培养出良好的专利意识，积极运用专利战略对保护自主的研究。

3.2竞争优势分析

专利申请总量反映出一个公司总的技术优势，但不同的公司因不同的竞争策略，所采用专利战略重点不同，因此，需要继续下钻，深入分析每一个子类中专利申请数的分布状况，明确各自的优势和劣势，以便采取合适的竞争或合作战略。表3列出了专利数量前lO名的公司在5个重点技术领域的专利分布情况，其中每个领域第1名用下划线标出。

由表3可以看出，Errison在H04W和H04L小类下的LIE专利数量处于领先地位，显示出爱立信对LTE的重点关注程度和强大研发实力。但与其竞争对手相比较，领先优势并不是很明显，如与QUALCOMM、LG公司在H04W方面的专利数相差不大。而LG公司H04B和H04J方面的优势则较为明显，尤其是在H04B方面的LTE专利数量遥遥领先于其他公司。与国外这些著名的通信公司相比，我国在这方面仍属于落后的位置，而且专利布局不均衡，比如中兴公司在H04J（多路复用）方面的专利比例明显少于其他公司，无疑会阻碍国内4G通信的健康发展。

3.3竞争合作分析

动态的行业环境要求企业整合内部和外部资源以迅速应对不断变化的外部市场。专利代表着公司的技术能力和竞争优势，是企业间合作的重要体现。因此，通过分析专利权人的共现关系，构建专利权人合作网络，可以帮助发现行业内企业之间的合作关系和发展态势。我们先通过分析检索结果构建出33家排名靠前的专利权人合作矩阵，再利用NetDraw对专利权人的合作关系进行可视化描述，结果如图3所示。

由图3可知，虽然有不少孤立的节点，但是专利合作开发已经逐渐成为LIE技术研发的一种重要方式。从图的结构特征来看，LTE领域的主要合作模式是中介型和双核型。图中由11家企业组成的最大的合作网络是一种典型的中介型网络，两个连接节点分别是NIT和LG。对照表2可以发现，这个大型的专利权人合作网络的节点都是一些排名靠前的公司，也是LIE领域最活跃的公司。另外值得注意的是，该两个节点都为亚洲的公司，这也意味着在未来的4G网络竞争中，亚洲公司会成为一个具有巨大影响力的力量。而双核模式多出现在企业与其子属公司之间，说明大多数技术领先型企业重视各分部的合作，但是合作的规模有限、知识的同质性高，不利于知识的跨组织交流。

4.结束语

通过对国内外LTE领域的专利申请趋势、专利权人、专利地域、合作网络等因素的分析，研究了该领域的态和势，并对竞争领域进行了细化分析，获得了该领域潜在的竞争对手和合作对象。通过分析，得到如下主要结论：

①国内外对LTE技术的研究非常重视，成果数量呈现直线上升势头，目前处于快速增长期，并且技术分布范围正迅速扩大。因此，我们需要抓住机遇，投入更大的资源推动LTE领域的研究，缩短研发时间掌握核心技术、占领LTE技术的制高点。

②虽然调制载波、多路复用和电路传输技术仍然是LTE领域研究的热点，但是从专利数量上来看，无线通信网络的资源管理是LTE技术竞争的主战场。该领域的研究重点在于如何提高LTE的系统性能、满足高数据速率和服务质量。这意味着不久的将来，LTE领域逐步进入产业化阶段。

③LTE关键技术仍然掌握在美国、欧洲及日韩国家的通信企业手中，但我国在LTE领域正发挥着举足轻重的作用，专利申请数量在整个LTE领域的比重越来越大，正在打破原先由欧美及日韩垄断的局势。

④国外LTE领域的专利权人非常注重企业间的合作，形成了以NTT和LG为关键连接点的超大规模专利权人合作网络。这种网络的出现，一方面会形成全球协同的产业发展模式；另一方面也无形中形成了一个壁垒，阻碍未参与合作网络的企业参与协同发展。国内企业的合作意识尚需改进，如ZTE的LTE专利数量很多，但在合作网络上确呈现孤点状态，无疑会阻碍它与全球其他企业的合作。因此，我们需要加强合作意识，积极参与到协同发展的队伍之中，强强联手，在未来的4G时代占据领先位置。endprint