「武林至尊，寶刀屠龍，號令天下，莫敢不從！倚天不出，誰與爭鋒？」屠龍刀、倚天劍，是足以號令天下的武林至尊，相信喜歡看武俠小說或是武俠劇的讀者都耳熟能詳。「標準」和「專利」，在通訊業界就像武林界的「倚天劍」和「屠龍刀」一樣，除了能箝制對手外，更可大大提升本身實力；如果刀劍合璧，變成「標準專利」，其技術的經濟效益更會被放大許多。不過，在武俠小說中，「倚天屠龍」是獨一無二的，但在現實的產業界，「標準專利」成千上萬，無所不在。所以業者不是本身擁有「標準專利」就好，還要持續觀察同業對手「標準專利」的成長狀況；如果本身並沒有標準專利，則更要密切注意。因為從「標準專利」成長狀況可以得知技術的發展趨勢，即使不能領先市場，也不能落後太多；就算要做跟隨者，也要成為快速的跟隨者。

經濟部智慧財產局 (TIPO) 就其「智財經營扎根計畫」，委託國家實驗研究院針對通訊領域專利作了很深入的研究，也就這些研究成果舉辦了系列研究會，將成果與業者分享，今年11月24~25日所舉行的「智財經營扎根計畫 － 通訊產業專利趨勢與專利訴訟分析研究」菁英論壇已經是第三年舉行。TIPO局長黃美花在菁英論壇開幕致詞時指出，「通訊市場是全球競爭相當激烈的領域，像大陸廠商會在國際市場上佈局的，一定是在通訊領域具規模的大廠，雖然台灣廠商在這部分參與比較少，但有在努力。智慧局透過這樣的專案，希望可以協助台灣廠商站在別人的肩膀上成長」。

今年研討會分2天舉行，共有8場專題演講，其中有2場跟通訊標準專利有關，本刊期率先介紹國家實驗研究院政策研究組研究員鄭凱仁所負責的「從專利解析看Small Cell小型基地台發展」。由於北美智權報在過去對標準必要專利 (Standard Essential Patent, SEP)的介紹要有很深的著墨，所以這邊就不贅言了 (註：有關SEP，請參考北美智權報第123期：權利金傾向以最小銷售單位為計價基礎晶片業者挫著等、北美智權報第114期：全球通訊產業專利訴訟案件帶給台灣廠商的啟示)

從行動通訊市場發展趨勢談起

鄭凱仁一開始先從兩個方向來看無線通訊市場的發展：一個是市場趨勢，另一個部分就是標準規格的推動。

就市場趨勢的部分，他分別參考了Ericsson 及Cisco的報告，主要是因為這兩家公司在產品系統功能設定及市場區隔是不同的，就不同的資料來源來觀察市場趨勢，可以獲得不同面向的資訊。

即使是不同廠商的市場報告，得到的結論是一樣的：市場的趨勢是行動通訊用戶數持續增加。Ericsson預估在2020年會達92億用戶數，但這些用戶不是使用同一系統，而是於不同系統上享受服務 (註：分別有2G、3G、4G的用戶)，也就是由不同業者的產品所組成的系統。鄭凱仁表示：「這個系統要不是非常強大，可以取代前2代、3代、4代的系統，就是可以融合前面幾個世代的系統。目前看起來，這個強大的系統還是以融合前幾個世代系統為主」。

如果以用戶端裝置來看，手機仍是主流設備，但鄭凱仁認為，從市場數據來看，手機部分已趨於飽和（請參見圖1）。另一方面，物聯網 (IoT) 也是市場主要趨勢，各種裝置之間的連接，在未來出貨量會持續增加，這種裝置背後所帶出來的就是行動數據。Ericsson的報告將行動數據分為Data與Voice的部分；Data是主要成長量所在，而Data的主要成分則是在Video，因此Video為行動數據成長主力。主要是因為電信廠不斷提供不同的影音服務給用戶，從而改變了用戶的使用習慣，經常使用行動通訊設備（系統）來電影及玩遊戲，而這也是video業務的主要來源。

鄭凱仁說：「這是一步一步的從市場面影響到技術面，技術面再影響到用戶習慣。出現一個循環去推動到下一世代技術出現。」

圖1. 全球LTE用戶端設備種類數量分佈圖                                                                      單位：款

資料來源：Global Mobile Suppliers Association, 2015年6月
（註：Global Mobile Suppliers Association的資料顯示，截至2015年6月為止，全球不同電信業者及廠商所提供的LTE智慧型手機共有2200款，占整體LTE用戶端設備58.7%，競爭之激烈可想而知。）

標準規格與小型基地台的選擇

另一方面，在通訊領域有許多不同的標準規格，鄭凱仁的報告選擇只集中在3GPP的規格上。他表示主要是因為其技術規格比較成熟，特別是3GPP、LTE是4G的主流，也因此有越來越多的通訊廠商願意加入會議，將自己的技術放在標準規格當中，主要是希望能提升自己技術的經濟效應。此外，鄭凱仁指出3GPP在定義標準規格時會產生一份技術報告（註：圖3顯示了歷年技術報告的累積數量），而這些技術報告是觀察技術趨勢的最好資料，因為這是規格制定前的參考資料，故在某種程度上可以從中窺見一些技術上的趨勢。

從圖2可見參加3GPP標準制定會議主要參與者之出席總人數從2005年以來，每年都有提升，直至2012年為止才略見下降。鄭凱仁指出，出席人數的多寡與標準規格的制定是有關聯性的，如2008年因新的Rel-8要出來，所以後續幾年參加討論的會員數也逐漸增加。

圖2. 3GPP標準制定會議主要參與者出席之總人數

資料來源：引用自鄭凱仁簡報資料，2015年11月

鄭凱仁指出3GPP的規格，每一個版本都有不同的討論重點，但基本上可以分為3個方向，分別是 (1) 頻譜使用、(2)訊號覆蓋、及(3)系統容量。此外，他認為針對小型基地台的標準專利來研究，會比較容易觀察到技術的發展趨勢。

圖3.　小型基地台在3GPP發展之歷年關注重點

資料來源：引用自鄭凱仁簡報資料，2015年11月

在執行智慧局的「智財經營扎根計畫」時，鄭凱仁看了很多5G的技術報告，發現小型基地台已經發展了好一段時間，其主要的角色定位應該是「輔助大型基地台的不足」。目前系統架設主要還是以大型基地台為主，但架設大型基地台所需要投入的人力、時間及金錢都是比較高的，反觀小型基地台在這些方面都比較靈活，因此可以補足大型基地台的不足 (如覆蓋率不足或是室內傳輸的部分）。鄭凱仁強調，5G最重要的是如何提升用戶的使用感受，大部分用戶使用手機是以室內為主，因此小型基地台可以快速貼近用戶需求。

鄭凱仁的報告引用了Gartner Magic Quadrant的資料，說明了全球小型基地台廠商在市場中4種不同的角色分布。從圖5可見，Gartner Magic Quadrant將小型基地台廠商分為挑戰者、觀望者、領先者及探索者4大類。

(1) 挑戰者製造商具技術優勢，具有持續發展的潛力：如Samsung最早提供電信營運商小型基地台裝置、發展新技術特色LAA and LWA；而ip.access則是提供了服務及軟體可以升級的小型基地台。　

(2) 觀望者製造商侷限於特定市場與技術研發：像Fujitsu以日本為主要市場，產品主要是室內用小型基地台，後來才逐漸拓展北美市場。

(3) 領先者製造商研發快、產品多元：像Huawei 2012 (picocells, LampSite distributed radio systems )、 Alcatel 2000 (試煉LAA, LWA)、ZTE(企業版Qcell distributed radio solution)

(4) 探索者製造商跟隨市場脈絡，資源有限：像Airvana以美國市場為主，產品有OneCell, S1000、 Ruckus以美國市場為主，專注於採用Wi-Fi 技術的小型基地台。

圖5.　全球小型基地台廠商分布

資料來源：Gartner Magic Quadrant, 2015

研究方法

鄭凱仁的研究報告將搜尋範圍設定在美國專利局 (USPTO) 資料庫與「智財經營扎根計畫」所建置之資料庫 (ETSI標準專利將近8000篇)，於2008年至2015年期間之公開專利。

在關鍵字篩選，分別有以下3組：

(1) 有關小型基地台之關鍵字：Femtocell、Picocell、Microcel、low power station、Small cell、HetNet、heterogeneous network。

(2) 3GPP的標準關鍵字：包含H(e)NB、H(e)NB GW、HeNBManagement System (HeMS)、3GPP標準編號如TS22.220、TS36.300。

(3) 小型基地台的關鍵技術：包含CSG、LIPA與SIPTO。

研究結果及分析

經過以上述3組小型基地台關鍵字進行專利搜尋後，並發現美國公開／公告專利共1497件（去家族後）。其有200件為標準必要專利數 (SEP)，向ETSI提報約占32%專利，1297件專利在此稱為「標準關聯專利」(Non-SEP)。鄭凱仁解釋說，「標準關聯專利」指以標準相關關鍵字進行專利檢索所得，但沒有在ETSI中進行提報之專利。

研究發現，申請專利的高峰落於2009年至2010年，而專利技術大量釋出市場則是在2013至2015年期間。

圖6.　小型基地台相關之美國公開／公告專利數，(2008-2015)

資料來源：引用自鄭凱仁簡報資料，2015年11月

圖7.　前20專利權人分布

資料來源：引用自鄭凱仁簡報資料，2015年11月

從圖6發現，大部分廠商，特別是市場領先者早在6、7年前已經開始布局小型基地台，開始專利申請的動作。下表1是專利量前5名的公司（總專利數約占50%），可以看出其活動年期約為5-7年，一般專利從申請到送件，需要3-5年是蠻正常的，因此其專利年齡都很輕，只有1-2年。鄭凱仁指出Qualcomm技術最早出現於2005年，2008與2009年為主要申請專利時期，從專利數量即可見該公司的企圖心，希望能保有市場技術的優勢。至於Samsung則是兼具資源與技術優勢，主要布局時期為2009與2010年，但鄭凱仁認為Samsung屬市場的挑戰者，須提升產品多元性。

表1. 專利量排名前5名之公司

資料來源：引用自鄭凱仁簡報資料，2015年11月

此外，鄭凱仁指出追隨者多屬亞洲公司，包含多家台灣公司在內，包括聯發科、鴻海、中磊、亞旭、宏碁、聯詠、智易等等，並中聯發科具專利佈局能量。

表2. 專利量排名前4名之台灣公司

資料來源：引用自鄭凱仁簡報資料，2015年11月

200件標準必要專利之分析

在其中200篇向ETSI提報之標準必要專利中，專利權人共包含26位，依據標準必要專利比率多寡排序為Qualcomm (53)、Samsung (28)、 Ericsson (16)、Nokia (15)。

圖8.標準必要專利與標準關聯專利比例

資料來源：引用自鄭凱仁簡報資料，2015年11月

圖9.  專利量前十名公司與台灣公司之主要CPC分布

資料來源：引用自鄭凱仁簡報資料，2015年11月
註：CPC (合作專利分類, Cooperative Patent Classification）
(I) H04W36/00：Hand-off Or Reselection Arrangements
(1)交遞程序的參數交換(H04W 36/0005)：決定交遞參數(H04W 36/0083)、交遞參數建立(H04W 36/0088)、交遞參數的傳遞(H04W 36/0055)；
(2) 啟動交遞參數(H04W 36/24)：量測通道品質(H04W 36/30)；核心網路交遞(H04W 36/04)。
(II) H04W 48/00：Access restriction；Network selection；Access point selection
(1) 限制用戶接取權限(H04W 48/02)：用戶身分判斷(H04W 48/04)；
(2) 偵測可接取用戶與可用網路(H04W 48/16)；
(3) 廣播可用網路訊息(H04W 48/08)

圖10. 從專利數量看技術關注演進

資料來源：引用自鄭凱仁簡報資料，2015年11月
註：(1) Radio System Configuration：以SON技術為主要發展技術，容易架設與佈建。
(2) Networking Coupling：關於LTE架構與小型基地台間的耦合機制包含物理層與MAC層的協定；
(3) RF Interference：關於裝置操作在相同頻率或是不相同頻率間的干擾；
(4)User and Devices Credential：關於適用於異質網路用戶認證協定建立或優化。

結論與建議

此外，鄭凱仁的報告也進行了標準與專利技術的文意比對工作，來判斷廠商主動宣告的200篇屬於小型基地台標準技術專利之必要性分析；其主要比對方式為「以權利項揭露內容為主，並配合專利說明書進行標準規格文意比對。比對結果發現在200篇中，有近60%符合宣稱標準專利，占全部專利之20%。

針對小型基地台的技術發展趨勢，鄭凱仁的報告提出了以下的結論及建議：

(1) 頻譜、覆蓋及容量是通訊發展三大重要議題，因此小型基地台具增益分流、省電及成本3方面的優勢。

(2) 3GPP小型基地台之規格與專利技術已於2010年進入快速發展階段。

(3) 目前市場仍是以Wi-Fi為主要室內分流方案、小型基地台產品則以Rel8/Rel9規格技術為主。

(4) 本研究中標準必要專利 (SEP) 之必要性比對僅有六成符合宣稱標準專利，因此必須對SEP所代表的必要性存疑。

(5) ETSI提報以TS36.300與TS36.331為基本規格，為達到極密集網路環境，控制訊息交換與更新規格。

(6) 同時為滿足異質網路架構，提報技術後續需要關注規格TS36.104、TS36.321、TS36.304。

(7) 非受權／受權頻段共存／共用技術是提升頻譜效益與傳輸速率的解決方案之一。

(8) LTE與Wifi的整合依序發展是SC包含兩種系統、Links 聚合、LTE-U實現、到Carrier 聚合。

(9) 異質網路與極密集網路實現干擾技術為研發重點。

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