我们的征途是星辰与大海（四）

七、北斗与GPS的对决

据中国之声《央广新闻》报道，2010年1月13日下午，中国电信CDMA网络大范围出现故障告警，涉及到全国绝大多数省份。美国官方称其当天正对GPS系统进行升级，故而升级影响了CDMA网络信号。CDMA网络技术要求全网同步，因此对授时要求非常高。目前，中国电信运营的CDMA及CDMA2000网络都需要在通信基站内设置GPS才能实现网络同步。但由于网络设备自身可在没有GPS授时的情况下，维持72小时的安全运行，因此此次事件没有引发通信网络中断和延时，也没有给用户带来较为强烈的感知。

GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。经过20余年的研究实验，GPS于1993年全部建成，耗资达300多亿美元。

GPS系统主要由空间部分、地面控制系统和用户设备部分组成，其中空间部分由21颗工作卫星组成,它位于距地表20200km的上空,均匀分布在六个轨道面上（每个轨道面4 颗），轨道倾角为55°。此外，还有3 颗有源备份卫星在轨运行。GPS 的定位原理是利用卫星基本三角定位原理，GPS导航仪接收信号以测量无线电信号的传输时间来量测距离，以距离来判定卫星在太空中的位置，这是一种高轨道与精密定位的观测方式。

美国建立GPS的主要目的是为了提供陆海空全方位、全天候、全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一系列军事目的，因此GPS被认为是美国独霸全球战略的重要组成部分。1994年，美国宣布在10年内向全世界免费提供GPS的使用权，尽管美国只向外国提供低精度的卫星信号，但此后的10年也见证了GPS的巨大成功。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，它目前广泛服务于包括资源勘探、工程测量、车辆导航、大气观测、导弹制导、航空救援以及海洋、航空和航天等各个领域。

尽管中国电信CDMA网络大范围告警事件有惊无险，并没有造成大面积网络瘫痪，但残酷的现实再一次向我们敲响了警钟。此次事件使我们深刻地意识到，我国网络安全的关键环节还掌握在别人手里。

任何一个装有GPS模块的移动终端都如同一个追踪器，其位置将毫无保留地暴露在美国的卫星之下。但这或许还不是最可怕的，对于美国的GPS系统的依赖就如同是将国家的通信安全系之于他人。从更大的范围来说，一旦美国突然限制使用GPS，那么被限制方的国家主要功能就可能会立即陷入瘫痪状态。

对于广大电信用户来说，通信系统使用何种系统进行授时并不重要；然而对于网络运营商来说，使用何种授时系统作为其通信系统的时间基准，是可以上升到国家安全层面的重大问题。通信是涉及国计民生和国家安全的重要领域，其重大意义不言而喻。早在两千多年前，我国古代伟大的军事家孙武曾经在他那本举世闻名的著作《孙子兵法》的开篇中写道：“兵者，国之大事，死生之地，存亡之道，不可不察也。”如果一个问题上升到国家安全的层面那这个问题就的确是不容忽视了。

为了摆脱对于美国GPS系统的依赖，世界主要强国都在研制自己的全球卫星定位系统。例如，欧盟国家正在全力部署的“伽利略”计划就是欧洲方面提出的用以取代美国GPS的全球定位系统。该计划于1999年提出，并于2002年正式启动，“伽利略”卫星定位系统主要由分布在3个轨道上的30颗卫星组成。该系统与GPS类似，可以向全球任何地点提供精确定位信号。但“伽利略”系统可以为民用客户提供更为精确的定位，其定位精度可以达到1米，而GPS只能达到10米。尽管“伽利略”计划早已提出，但由于为“伽利略”计划提供资金的八家欧洲企业巨头之间的漫长扯皮以及德国、意大利、西班牙等国出于自身利益，多次对方案提出异议，事实上到2009年底为止，“伽利略”计划仅仅发射了两颗导航试验卫星。

进入二十一世纪，世界各主要强国之间的竞争日趋激烈。事实证明，在核心技术方面，永远没有免费的午餐，核心技术是买不来的。以市场换技术，换来的只能是过时的技术！痛定思痛，为了摆脱在全球定位系统方面受制于人的局面，我国也提出了自己的“GPS”——“北斗”系统。

我们的祖先在长期观测天象变化过程中，看见天上有一组由七颗星组成的星阵，即“北斗七星”。北斗是由天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光七星组成的。古人把这七星联系起来想象成为古代舀酒或量米的斗形，古人观察这七颗星总位于北极星的附近，而北极星的位置就是正北方，故称这七颗星为“北斗”。古人很重视北斗，因为可以利用它来辨方向，定季节。连金庸小说《射雕英雄传》中，王重阳传给全真七子的那个强大的剑阵，也称为“天罡北斗阵”。北斗因其辅助定向的作用，被用作我国自行研发的卫星定位系统的别称。

北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。早在是在1994年，基于的“双星定位”设想的一代“北斗”系统就已正式立项，不过该系统仅是覆盖中国本土的区域导航系统，它由两颗工作星和一颗备份星组成，2003年5月25日，整套完善的一代“北斗”系统建成。

目前我国正在全力建设第二代的北斗卫星导航系统。2007年4月14日，我国成功发射了第一颗北斗导航卫星。2009年4月15日，我国成功发射第二颗北斗导航卫星。2010年1月17日0时12分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号”运载火箭成功发射第三颗北斗导航卫星。

二代北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，其中空间段由五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星组成。该系统建成后，将实现全球覆盖，届时将提供包括导航、授时等多项基础功能，并可广泛服务于国民生产与建设的诸多领域，是中国自己的“GPS”系统。

中国正在部署北斗系统令世界震惊，美国也高度紧张，美国国防部在制定中国军事力量分析报告时就曾指出：“北斗系统最适合部队、船舶和缓慢移动的运输方式，能使领导层安全地收发命令。”英国《金融时报》报道说：“更加精确的卫星导航系统是中国军队非常重要的资产。战争爆发时，敌人很难扰乱北斗系统。”

我国非常重视北斗卫星导航系统的应用及推广，有关文件明确提出：“对于涉及国家经济、公共安全的重要行业领域须逐步过渡到采用北斗卫星导航兼容其它卫星导航系统的服务体制，鼓励其它行业和领域采用北斗卫星导航兼容其它卫星导航系统的服务体制。”
在3G三大标准中，CDMA2000和TD-SCDMA均是基站同步系统。TD-SCDMA及其未来演进方向的TD-LTE系统对于时间同步的要求是非常严格的。为了达到高精度的时间同步，早期TD-SCDMA基站中都安装有GPS模块来进行授时。然后，众所周知，GPS系统是由美国军方开发和控制的，在战争等特殊情况下，如果美国方面实施局部性能劣化或限制使用，则必将对TD-SCDMA网络的运行造成致命影响。GPS的安全性问题也因此倍受诟病。我国自主研发的北斗卫星导航系统所具备的高精度授时的能力，所以北斗系统完全可作为TD-SCDMA的一种授时方式。

早在2008年3月，中国移动就携手多家设备厂商启动了“TD-SCDMA系统GPS替代方案”等一系列TD-SCDMA技术工作。中国移动携手各厂家研发的替代GPS的新技术已较为成熟：一方面通过有线传输网络传送精确时间同步信号；另一方面在TD-SCDMA基站加装“北斗系统”模块，采用GPS/北斗系统双模同步方式，并互为主备用。最终从时间信号的来源和传输两个方面相结合，彻底摆脱对GPS的依赖。基于北斗卫星的授时方案也已在研究实验中完成测试，并显示具有和GPS系统相同等级的授时精度，可满足TD-SCDMA同步要求。自TD-SCDMA二期设备以来，各主要TD-SCDMA设备厂商普遍都已推出了支持GPS/北斗系统双模同步方式的设备，成功地绕开了美国GPS系统，为中国的自主创新之路再添光彩！

八、国家意志永远是最坚强的后盾

通信是关乎国计民生的基础核心领域，如果我们也要打造自己的GPS系统一样，中国政府一直高度重视并全力支持TD-SCDMA的发展。每当TD的发展遇到困难和瓶颈的时候，国家总是能够提供最坚强有力的支持。党和国家领导人，多次视察TD产业发展，有关部门负责同志也多次公开表态称坚决支持TD发展。

早在2004年，当时正在荷兰海牙参加第七届中欧领导人峰会的国务院总理温家宝就曾亲赴位于荷兰阿姆斯特丹的飞利浦电子集团总部，并接通了来自中国北京的全球第一个TD-SCDMA商用手机国际长途电话。同年，韩国最大的移动通信运营商SK电讯在北京设立了TD-SCDMA研发中心并在韩国首尔地区投资建设了中国海外第一个TD-SCDMA试验网。温家宝总理亲自出席了试验网的开通仪式，并高度评价“SK电讯中韩TD-SCDMA通信合作项目”是“中韩通信合作的典范”。

2009年8月，温家宝总理到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时，如图12-1所示，也指出“要把传感系统和3G中的TD技术结合起来。以平稳较快的经济发展为结构调整提供基础、创造条件，通过转变发展方式、调整经济结构使经济发展更具有可持续性和竞争力。”

中国政府不仅在最宝贵的频率资源的分配上对TD-SCDMA做出了巨大倾斜，还在许多重要历史时刻力挽狂澜，拯救危局。特别是在TD-SCDMA申请成为国际3G标准的关键时刻里，正是由于国家的坚定不移才能保护这个新生标准顶住欧美巨头的猛烈夹击。

2010年04月，工信部等八部门联合推出了《关于推进第三代移动通信网络建设的意见》，为引导和支持3G网络应用发展和创新，《意见》要求将TD等3G的网络建设、应用和研发纳入《产业结构调整指导目录》鼓励类。《意见》明确指出TD产品和应用，经认定为国家自主创新产品的，可列入《国家自主创新产品目录》和《政府采购自主创新产品目录》。并鼓励政府、行业信息化和电子商务中广泛应用TD等3G技术。同时，继续利用国家科技重大专项、高新技术产业化专项、科技支撑计划、电子发展基金、重点产业振兴和技术改造专项资金、自主创新产业化资金等相关政策措施，落实国家对TD等3G的各项支持。

早在2009年1月，工业和信息化部正式下发3G牌照，确定由目前国内实力最强的国际级移动通信航母中国移动通信集团负责运用国产TD-SCDMA网络。有人说，这无疑是扔了一块硬骨头给中国移动。甚至有人苛刻地认为这是国家在整中国移动。然而我们不禁要问以目前各家运营商的实力，把TD给哪家胜算更大呢？无疑就是中国移动。难道这不正是国家寄予中国移动，寄予TD-SCDMA的厚望吗？

国际电信联盟副秘书长赵厚麟评价说：“中国移动作为唯一建设运营TD的运营商，全球没有应用的先例和经验可循，从网络建设、终端配套、市场营销到业务应用等各个环节都需要自己创新，甚至要帮助厂家设计产品规范。为了建成一张全新的网络，组建一个全新的产业链，并保障现有2G网络用户的服务质量，中国移动创新性地提出了著名的‘三不三新三融合’建设运营新思路，这在全球发展3G的过程中都是举世无双的。”

中国移动始终坚信“责任就是成绩，使命赋予光荣！”，在这样的信念指引下，中国移动果然不负众望，仅用一年的时间就实现了全国238个主要城市的TD网络覆盖，新建TD基站十万多个，并在极短的时间内完成了史无前例的2G/3G网络融合工程及全网核心层VOIP改造项目。

在《大话TD-SCDMA》一书中，笔者用了大量的笔墨去讲述TD-SCDMA的原理和各项技术特点。事实上，TD-SCDMA是一种集智能天线、联合检查、接力切换、上行同步等多项技术优势于一体的高效、先进的移动通信技术，它具有系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强、成本低廉、绿色环保且保密性好等多种特点。这些话绝非吹嘘或者空谈，而是现实中时时刻刻皆在发挥巨大功用的技术特点。

当然，在TD-SCDMA商用的最初一段时间里，也有一些人在试用了TD产品之后，抱怨其表现欠佳。但从专业的角度来看，这其实并非是TD技术的问题，更多的是网络优化方面的挑战。由于中国移动拥有巨大的GSM用户群，为了照顾这些用户的感受，中国移动创新的提出了“三不”方案（即不改号、不换卡、不登记）。但其实这对中国移动乃至任何一个运营商来说都是一个巨大的挑战，因为过去从来没有人这样做过。为了实施GSM网络和TD网络的融合，实现双网无障碍自由切换，中国移动的网络改造工作非常艰巨。基本上，平均每新建一个TD基站，就要对其周围涉及到的25个原有GSM基站进行参数调整。何况当前网优工作还要面对很多非技术层面的障碍，比如基站选址困难，被居民投诉而逼迁等等。尽管面对层层阻力，中国移动公司的技术人员通过大力攻关，还是取得了一个又一个的胜利。因此我们完全没有必要在那里顾影自怜、妄自菲薄。我们更应该做的仅仅是给予民族产业多一份支持，多一份自信。

在提出“TD注定要成为一场失败的爱国实验”这一观点的文章中，其作者认为4G时代已经开始席卷全球。TD-SCDMA终将在尚未取得全面胜利之前就会因4G冲击而草草收场，于是其作者也认为TD不过是昙花一现，毫无意义。稍微懂点技术的人都会发现其作者口出此言客观上也显示出他在基本常识都是非常欠缺的。

而且事实也给予这种唱衰的陈词滥调以最有力的回击。在“2014中国LTE产业发展峰会”上，中国移动副总裁李正茂表示，经过五年的努力，TD-SCDMA产业链取得了长足的发展与进步。据李正茂透露，截止到2014年6月份，TD-SCDMA用户数超过2.3亿，建设基站49万个。“前几年，业界还有专家疑问，TD-SCDMA到底要建设多大的规模，目前已经成为全球最大的单一3G网络。” 根据工信部电信研究院的统计数据，TD-SCDMA总投资达2900亿元，销售收入超过1800亿元，拉动GDP3000亿元，直接间接的创造80万个工作岗位。当然，这些只是TD-SCDMA产业价值的一部分，更重要的还是在于对整个产业链的贡献。TD-SCDMA为“3G自主创新、4G融入国际、5G引领国际”的持续创新发展奠定了基础。

LTE已然是未来各大3G标准的统一演进方向。作为3G后续演进通信技术，全球目前已经有近30 家运营商公布了LTE相关计划。特别在此次全球LTE部署的进程中，中国自主创新的TD-LTE（也被称为是3.9G技术）因为有中国移动等核心营运商的市场部署支持和对技术标准的有效推动，已然引导了未来技术演进的大潮。可以毫不夸张的讲，中国目前已经在技术水平和市场规模上都占尽了LTE的先机。

正是因为有了TD-SCDMA，中国才能掌握世界通信标准制定的话语权。根据TD-SCDMA之演进思路，我国又独立地提出了TD-LTE-Advanced作为4G时代的移动通信标准。从2009年初开始，国际电信联盟（ITU）在全世界范围内征集IMT-Advanced候选技术。2009年10月，ITU共计征集到了六个候选技术。这六个技术基本上可以分为两大类，一是基于3GPP的LTE的技术，我国提交的TD-LTE-Advanced是其中的TDD部分。另外一类是基于IEEE 802.16m的技术。ITU在收到候选技术以后，组织世界各国和国际组织进行了技术评估。2010年10月，国际电信联盟无线通信部门（ITU-R）第5研究组国际移动通信工作组（WP5D）第9次会议在重庆举行。本次会议对包括我国提交的TD-LTE-Advanced在内的6项技术提案进行了深入研究讨论，最终确定LTE-Advanced和802.16m为新一代移动通信（4G）国际标准，我国提交的候选技术TD-LTE-Advanced作为LTE-Advanced的一个组成部分，也包含在其中。

此后，国际电信联盟开始着手4G国际标准建议书编制工作。2012年1月18日，国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上，正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(俗称“4G”)国际标准，我国主导制定的TD-LTE-Advanced同时成为IMT-Advanced国际标准。也就是在这次会议上，TD-LTE正式被确定为4G国际标准，标志着我国在移动通信标准制定领域再次走到了世界前列，为TD-LTE产业的后续发展及国际化提供了重要基础。

在推动TD-LTE Advanced成为新4G标准的过程中，TD-SCDMA发挥了非常重要的作用。从技术角度，我们承接了TD-SCDMA研发与建设过程中积累的宝贵资产。而从市场角度，TD-SCDMA的生命力也得到了充分证明。相比之下，我们的邻国日本却在这场竞争中，却败下阵来，失去了话语权。日本早前，也试图发展独立的通信体制，而且他们也成功地将诸多技术积累注入进了3G标准中。但后来日本还是选择屈从了欧美标准而放弃了当初的技术，最终没有走完演进路线就退出了历史的舞台。

在TD-LTE里面中国公司所占有的专利数量已经远超过TD-SCDMA，而且具有压倒性的优势。以大唐、华为、中兴为代表的中国企业借由TD-LTE已经获得了竞争全球的4G网络市场的巨大筹码。

于是有经济观察家也撰文表示在风起云涌的通信行业，TD-LTE作为中国自主创新的旗帜，在短时间内就建立了从研发、试验到实施的完善流程和涵盖全球多家主要营运商的生态系统，TD-LTE Advanced获得入选国际电联4G两大标准之一。这表示TD-LTE的意义绝不仅仅局限于其技术价值。它代表着中国企业的自主创新已经开始具有重塑行业格局的能力，对行业在未来的持续发展具有深远的影响。

我想这才是TD-SCDMA带给我们的更为深远的意义。我们有理由相信，中国人不比外国人差，我们有能力做得更好。我们的征途注定是星辰与大海，中国的未来无限光明！

参考文献：

[1] 郎咸平. 郎咸平说：新帝国主义在中国. 北京：东方出版社，2010.

[2] 宋鸿兵. 货币战争. 北京：中信出版社，2007.

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[4] 弗里德曼. 世界是平的. 长沙：湖南科学技术出版社，2006.

[5] 王雷，戴妮. 从智能天线入手的TD-SCDMA专利评估. 移动通信，2008.

[6] 佟风，张蓝，范端胜. TD成为国际通信标准台前幕后：三闯生死关. IT时代周刊，2006.

[7] 周小平. 请不要辜负这个时代，2013.

（全文完）