MIMO技术专利态势及风险分析

黄翠霞　　中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心高级分析师张　倩　　中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心高级分析师李文宇　　中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心主任



MIMO技术专利态势及风险分析

黄翠霞中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心高级分析师
张倩中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心高级分析师
李文宇中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心主任

摘要：MIMO技术是无线通信系统的关键技术，本文对全球MIMO技术专利申请趋势、全球分布、主要申请人、标准关键技术等进行了深入分析，并对MIMO技术领域的专利侵权风险进行了剖析，可为我国企业在技术研发及专利布局上提供有益参考。

关键词：MIMO；专利态势；知识产权风险

1　引言

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术通过多个发射天线和接收天线通信，可以提供更高的数据传输速率和保证更好的服务质量，MIMO技术的应用极大地提高了无线通信系统的容量，近10多年来MIMO技术在通信领域得到了迅猛的发展，已经被众多通信标准纳入为其核心关键技术。企业亦纷纷在MIMO技术领域进行专利布局。

2　全球MIMO技术专利概况

1990年之后，全球无线通信领域开始对MIMO系统展开研究，尤其是近十年来，MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一。MIMO技术已被越来越多地应用于各种无线通信系统，如802.11n、802.16e、LTE/LTE-A等，MIMO技术在无线通信领域发展迅猛，其专利申请数量达到了万件量级。

（1）全球MIMO专利申请已进入高峰期

MIMO技术专利在2000—2015年期间申请共计达14973件。2004年以前，申请数量较少。受3GPP LTE项目启动影响，2004年起MIMO技术专利申请量呈现爆发式增长，并于2010年达到峰值，MIMO技术日趋成熟（见图1）。

图1　MIMO全球专利年度申请趋势

随着近两年5G关键技术（MassiveMIMO）研究的开展，MIMO技术领域呈现出新的创新空间，围绕MassiveMIMO的专利申请带动MIMO技术专利申请量维持在较高水品，对比2014—2015年MIMO专利申请增量，近两年MIMO技术专利申请增量较大。

（2）中美为MIMO技术专利布局领先国家

全球MIMO技术发展以美国最为活跃，其MIMO专利受理量排名全球第一，达43.14%；中国紧随其后排名第二，占比达30.6%，各企业积极重视中国这个大市场，其中华为、中兴等国内通信企业在国内MIMO专利布局中排名靠前，国内的创新氛围越来越强；欧洲排名第三占比达16.08%，其通信巨头爱立信、诺基亚拥有较多MIMO专利布局；韩国拥有以通信业务为主的LG和三星公司，重视MIMO技术的布局，韩国的MIMO专利受理量全球排名第四；此外，排名靠前的还有日本，日本以NTTDOCOMO、松下为代表在MIMO领域有较多的专利布局。

最后值得一提的是印度，该国专利申请量亦达300余件，虽然总量不大，但布局企业数量不少，其中不乏通信巨头高通、诺基亚、阿朗，还有专利运营公司InterDigital、IPRLicensing均在印度布局MIMO相关专利，相互之间形成一定的制衡，印度市场或将成各家通信企业争抢撕杀之地。全球MIMO专利申请占比情况如图2所示。

（3）我国企业MIMO技术专利申请排名靠前

中美欧日韩通信企业对MIMO技术的研发高度重视。首先，作为全球领先的芯片厂商高通，目前已推出多款MIMO的芯片，如支持4×4MIMO的LTE骁龙芯片、支持MU-MIMO技术的VIVE 4-Stream 802.11ac芯片组，高通申请量排名第一；其次，我国通信企业中兴、华为依次排名全球第二和第四，我国企业研发实力全球排名靠前，跻身全球通信行业研发领先队伍之列；同时，韩国企业三星和LG在智能终端市场均占有较高的市场份额，这两家企业排名依次是第三和第四；此外，欧洲知名企业爱立信MIMO技术专利排名靠前，申请量排名第五；日本企业松下排名第八，其他跻身TOP10的企业依次有博通、INTEL和诺基亚。MIMO主要申请人申请量排名情况如图3所示。

图2　全球MIMO专利申请占比

图3　MIMO主要申请人申请量排名

3　MIMO关键技术专利布局

MIMO是LTE/LTE-Advanced标准技术的核心关键技术，3GPPLTE项目的启动带来MIMO技术专利申请的爆发式增长。针对MIMO技术的CSI（信道状态信息）、控制信令设计、码本设计是在LTE/LTEAdvanced标准化过程中关注的重点，各企业在LTE标准制定过程中积极预埋专利（见图4）。

图4　MIMO标准相关技术专利申请情况

CSI是LTE-Advanced标准化过程中专利申请量最大的技术分支，其中有130余家公司持有该技术分支专利。相较而言，韩国企业在该技术分支实力较强，三星和LG专利申请量在该领域申请量排名第一和第三。排名第二的是高通公司，除此之外申请量靠前的企业还有爱立信、中兴、华为、InterDigital等。LTE-A MIMO-CSI技术分支主要申请人申请量占比情况如图5所示。

控制信道/令设计是LTE/LTE_Advanced标准研发中热度排名第二的技术分支，申请人达60余个。在该技术分支中我国通信企业大唐、中兴、华为均进行了专利布局，排名靠前。整体而言，我国申请人申请量占控制信令设计专利量的12%。LTE-A MIMO控制信令设计技术分支主要申请人申请量占比情况如图6所示。

预编码/码本设计也是LTE/LTE-Advanced标准化过程中关注的热点，参与该技术分支专利布局的企业也较多，达60余家。同时，各家均持有一定量专利但数量无明显优势。我国企业中兴、上海贝尔和华为在该领域有较多的研发投入，申请量相对靠前。同时，国内几所高校在该领域有较多的研究，进行了相关的专利申请，存在成果转化的空间。LTE-AMIMO-码本设计技术分支主要申请人申请量占比情况如图7所示。

总体而言，参与MIMO技术创新的企业众多，各企业都在重视MIMO技术尤其是标准相关技术分支的专利申请和保护。在各MIMO技术分支上，各企业的专利布局各有优势，核心专利分散分布，彼此之间存在一定制衡。

4　MIMO知识产权风险分析

MIMO技术专利申请量大且分布分散，注定了MIMO技术产业化过程中专利纠纷风险极为广泛和复杂。然则，在众多潜在的专利纠纷风险中，涉及相关标准的基本专利和诉讼频发专利风险最大，尤为值得关注和警惕。

图5　LTE-AMIMO-CSI技术分支主要申请人申请量占比

图6　LTE-AMIMO-控制信令设计技术分支主要申请人申请量占比

众所周知，基本专利具有实施标准技术不可绕开且侵权举证容易的特点，成为专利纠纷标的物的常客。根据对ESTI（欧洲电信标准化协会，欧共体委员会批准成立的非赢利性的电信标准化组织，ETSI要求其成员披露涉及到相关标准的基本专利）披露的专利数据进行统计分析发现，，除通信产业链各企业在披露标准专利外，NPE（Non-PracticingEntities）InterDigital 在MIMO技术领域亦披露了不少专利，这些专利均具较多同族及较高引证次数，部分专利被引证次数达上百次，由InterDigital持有的大量高质量标准专利，可以知道其拥有极强的专利授权意识，对通信产业链的各企业威胁极大（见表1）。

图7　LTE-AMIMO-码本设计技术分支主要申请人申请量占比

表1　InterDigigtal披露MIMO基本专利举例

美国是MIMO技术发展最为活跃的国家，根据对在美MIMO诉讼进行统计分析发现，MIMO技术侵权诉讼活跃，高校企业NPE纷纷参与。一方面诉讼发起人呈现出多类别，包括通信设备企业、大学及NPE等（见表2）；另一方面涉案专利技术分支具有分散分布的特点，从表2提取的一部分诉讼可以看到，爱立信诉TCL的专利是关于MIMO信道CQI反馈；明尼苏达大学诉AT&T的专利是关于MIMO多天线信道的频偏估计；而NPEAdaptix（AcaciaResearch子公司）诉Alcatel-Lucent的案子是关于MIMO系统的天线切换。

5　结束语

中美欧日韩印成为MIMO专利布局最为活跃的国家，各企业积极参与MIMO技术专利布局，全球MIMO技术专利呈现分散分布的特点，我国企业在MIMO技术中亦占有一定份量，然而我国大部分企业以本土专利布局为主，国际专利实力与国外企业仍存在较大差距。MassiveMIMO作为下一代无线通信重要技术，我国企业应抓住时机积极加强相关专利的布局。此外，由于NPE持有高质量基本专利、MIMO技术专利诉讼活跃、专利侵权风险巨大，我国企业应提早做好专利应对策略及进军市场的产品选型。

表2　MIMO技术在美诉讼举例

参考文献

［1］张中山，王兴，张成勇，等.大规模MIMO关键技术及应用［J］.信息科学，2015（9）：1095-1110.

［2］袁弋非，王欣晖，赵孝武.5G技术多元化：演进型和革命型技术将共存［N］.人民邮电报，2015（9）.

［3］尹兴良.LTE-A中的控制信道增强技术研究［D］.北京邮电大学，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