WiGig技术专利布局与发展趋势

杨盈霄 刘 锐 李 凯

WiGig技术专利布局与发展趋势

杨盈霄⋆刘 锐⋆李 凯⋆

WiGig是短距离传输的新技术。本文以WiGig技术的专利文献为样本，从专利文献的视角对WiGig技术的发展进行了全面的统计分析。分析了WiGig的技术演进、技术构成、技术分布、申请人的实力对比、专利布局以及发展趋势等，重点对WiGig技术的时间、空间以及竞争主体的布局进行了研究分析。最后，对国内申请人在WiGig技术的研发方面给出了建议。

WiGig 短距离 无线 高速传输 专利布局

一、引 言

目前，无线保真（WiFi）认证硬件几乎已经覆盖了所有的笔记本、平板和智能手机设备。无线千兆比特（WiGig）是短距离传输的新技术，拥有10倍于WiFi的传输速率。自2013年首款产品推出以来，WiGig经历着快速的发展，将会替换WiFi走进千家万户。图1为WiFi联盟发布的WiGig标识。

图1 WiGig标识

二、WiGig的技术演进

随着时间的推移，WiFi的版本不断地推陈出新（802.11a/b/g/n/ac），速度也变得越来越快，目前最新的标准是802.11ac，支持最高传输速率为1Gbps。WiGig是基于WiFi开发的新技术，标准为802.11ad。虽然沿用802.11来命名，但WiGig由WiGig联盟发起制定，与WiFi联盟不同（2013年WiGig联盟与WiFi联盟合并，认证首款产品），使WiGig有别于WiFi。WiGig支持的理论速度将达到7Gbps，能在15秒内传输一张DVD的内容，特别适合高清晰度的影像数据传输，被认为是未来无线高清电视与高清家庭影院的发展方向。WiGig将会替代WiFi，实现数据传输更大程度地由有线模式到无线模式的变革，广泛应用于快速无线同步、无线显示、无绳计算和互联网接入等方面，是英特尔、高通、谷歌、诺基亚、松下、三星、微软等巨头争相研发的技术。图2为WLAN主要标准演进路线图。

图2 WLAN主要标准演进路线

图3 记载了WiGig技术的演进过程，虽然WiGig标准发展较晚，2010年5月WiGig联盟和WiFi联盟才合作颁布正式的标准，但其发展速度较快，2010年6月便开始接受产品认证，2013年首次出现获得认证的产品，2015年后戴尔、英特尔、高通、SiBEAM等企业都推出了各自的产品。预计2016年后将会有更多WiGig产品推出，WiGig时代即将到来。

图3 WiGig技术演进大事记

在2009年WiGig联盟成立之前，2007年以色列Wilocity公司便成立并致力于高速无线传输技术研究，是WiGig的先驱。在WiGig联盟和WiFi联盟合并之前，2012年美国Alpental Technologies成立研发WiGig技术，成为行业中又一先行者。2014年，通信巨头高通和谷歌分别收购了这两家企业，发力开发WiGig产品，将会推动WiGig技术快速走向应用。

新兴技术的应用必会引起市场的重新划分，各企业对市场的角逐将会加剧技术争夺的白热化。专利技术是制约对手的制高点，在WiGig技术大规模应用之前，有必要对其专利申请情况进行研究分析，提升企业制定竞争策略的质量。①杨铁军.专利分析务实手册［M］.北京：知识产权出版社，2012：87.

三、WiGig的技术构成

要研究WiGig专利申请情况，首先需要分析WiGig的技术框架，依据技术分解来梳理专利申请的分布。图4为 WiGig技术的分支图，60GHz的WiGig技术与2.4GHz和5GHz的WiFi技术融为一体，WiGig标准向下兼容802.11a/b/g/n/ac等WiFi标准。WiGig技术从低到高分为四层，即：物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、协议适配层（PAL）以及之上可以创建的快速无线同步、无线显示、无绳计算、互联网接入等使用模式。物理层PHY涉及调制编码方式（MCS）和自适应波束赋形技术，媒体访问控制层（MAC）包括网络架构、无缝多频段工作、电源管理、增强的安全等技术，协议适配层（PAL）提供音视频接口（A/V）和输入输出接口（I/O）。

图4 WiGig技术的分支

四、WiGig的专利解析

1.专利总体态势

WiGig是较新的技术，其专利申请仅跨越10余年的时间。自2009年5月WiGig联盟成立后，专利申请量大幅增加。2010年5月WiGig联盟和WiFi联盟合作颁布正式的标准后，催生了专利申请量的又一波增长，虽然在2012年前后有稍许波动，但总体增长明显。2014年之后的申请目前还未全部公开，虽然能统计到的申请量较少，但预计仍会保持增长趋势。图5 为WiGig技术的专利申请总体态势。

图5 WiGig技术的专利申请总体态势

图6 WiGig技术的技术分布

3.技术分支发展趋势

图7 为WiGig技术的技术分支发展趋势，由该图可以分析得出，在一级技术分支中，物理层和媒体访问控制层专利申请量均处于稳定、持续增长的趋势中，是相关的专利技术稳定持续发展的主要方面。

2.技术分布

图6为WiGig技术的技术分布，图中的数字表示对应技术分支的专利申请量。由该图可以分析得出，在一级技术分支中，物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）层专利申请量较多，分别为90件和77件，是专利技术密集的部分。在二级技术分支中，自适应波束赋形方面专利申请量较多，是WiGig技术的关键区域。其中波束优化（BRP）和扇区级扫描（SLS）是三级技术分支中专利申请量较多的类别，是WiGig技术的研发热点区域。较WiFi而言，WiGig技术的亮点是高传输速率，主要的技术改进在于与电磁辐射有关的物理层上，自适应波束赋形中的波束优化（BRP）和扇区级扫描（SLS）技术专利申请量较多与WiGig技术以物理层为核心相一致。革命性的传输速率提升往往会伴随着媒体访问控制层的革新，WiGig技术在电源管理、网络架构、无缝的多频段工作等媒体访问控制层产出了较多专利，与物理层相匹配发展。

2009年以前，协议适配层在2007年申请量较大；而在2009年后，物理层和媒体访问控制层、使用模式方面的专利申请量快速增大并持续到2014年。

图7 WiGig技术的技术分支发展趋势

4.申请国发展趋势

图8为WiGig技术的申请国发展趋势，由该图可以分析得出，美国、中国、日本、韩国是WiGig技术专利申请量最多的4个国家，其中韩国的申请量较持续稳定，美国的申请量占数量优势，其申请量持续增加，并在2010～2015年爆发式增长，中国和日本的申请量也在2010～2015年有较大增长。

图8 WiGig技术的申请国发展趋势

5.申请人的实力

图9 为WiGig技术的申请人实力对比，由该图可以分析得出，WiGig技术的专利申请大户是英特尔、博通、高通、三星、交互数字公司，其专利申请之和达145件，占总量的一半以上。我国的华为、东南大学、中兴、北京邮电大学、宇龙有若干专利申请，紧跟着技术的发展而有所作为，是不可忽视的力量。英特尔是芯片制造商，拥有59项专利申请，数量最多，可以推测其将重点发展WiGig技术，未来将会在处理器芯片中集成WiGig电路，用以替换之前的WiFi电路，这将会给无线通信带来革命性影响。

图9 WiGig技术的申请人实力对比

在WiGig技术发展历程中，博通和三星起步较早，并保持较强的发展优势。英特尔起步略晚，但后来居上，目前专利申请量占比最多，是WiGig技术中的专利强者。高通和交互数字公司专利占比略少，但它们都是移动通信技术的专利佼佼者，具有较强的专利产出能力，在2010～2015年，逐渐扩大其专利占比量，是值得关注的两支力量。

五、WiGig技术的专利布局

随着专利作为一种商业战略工具被越来越多的企业所熟知和娴熟运用，分析他人的专利布局和做好自身的专利布局，已经成为企业专利工作的重要组成内容。②马天旗.专利分析方法［M］.北京：知识产权出版社，2015：265.以下将对WiGig技术的时间、空间以及竞争主体的布局进行研究分析。

1.专利时间布局

图10 为WiGig技术的专利时间布局，通过数据定量分析可以看出，WiGig技术的专利时间布局具有以下特点：

图10 WiGig技术的专利时间布局

（1）在2001～2005年，WiGig技术的专利申请量不足10件，处于起步阶段，每年的专利申请量均在2件以下。此阶段的专利申请主要涉及WiGig技术的802.11a/b/g方面。并且，大部分专利申请主要来自三星，并且在起步阶段，三星公司的专利申请主要是对其核心技术团队的研究方向进行跟进。此阶段，说明WiGig作为新兴的传输技术还没有成型，不为人所知。

（2）在2006～2008年，处于技术积累阶段，专利申请量出现了一个小的跳跃式增长，由每年不足2件快速增长到年近40件，而其中与物理层、媒体访问控制层、使用模式相关的专利申请量大大增加。总体来看，此阶段的专利申请主要是跟随产品上市和推广。

（3）在2009～2013年，处于快速发展阶段，WiGig技术的专利申请量出现了一个大的飞跃，申请量整体呈现上升趋势，年申请量快速增长到近70件，说明相关公司逐渐认识到WiGig技术的商业潜力，并投入到相应的研发之中，同时申请大量的专利。

（4）2013年之后，专利申请量呈下降趋势，表明WiGig技术的发展进入到稳定阶段，基本完成了专利布局。同时也表明WiGig技术发展逐渐成熟，离商业应用和普及已经不远。

2.主要技术团队空间布局

选取具有代表的公司英特尔和三星，分别绘制其在美国、中国、韩国、日本、欧洲的区域分布。图11为WiGig主要技术团队空间布局，展示了英特尔和三星的专利申请进入各个主要国家/地区占全部申请的比重。

英特尔除了在本国（美国）进行专利申请之外，其最重视的布局空间是中国，其全部申请的50%以上都进入了美国，其次是中国、欧洲和日本，但在韩国的比例很低，不足10%。三星除了在本国（韩国）之外，最重视的地区是日本，其次是欧洲和中国，但在美国的申请只占6%。

众所周知，美国、中国、韩国、日本、欧洲是WiGig技术发展最快的国家和地区，英特尔自持在美国本土的专利布局优势，更多地将专利布局在美国和中国，在韩国布局最少。而三星选择避开英特尔优势地区的策略，并没有在美国与其正面交锋，而是将技术空间布局的重心放在其本土（韩国）和日本。

图11 WiGig主要技术团队空间布局

3.竞争主体专利布局

图12为WiGig技术的竞争主体专利布局，由该图可以分析出来，由于技术阵营的不同和技术储备的差异，WiGig技术的各主要倡导者在专利申请方面所表现出来的偏好和特长也是各不相同的。英特尔作为WiGig技术的引领者，其在专利申请方面全面布局，包括媒体访问控制层、使用模式、物理层、协议适配层均有涉及，而且数量可观。博通、高通、三星紧随其后，分别在媒体访问控制层、使用模式、协议适配层分支独占鳌头。

图12 WiGig技术的竞争主体专利布局

中国的华为和中兴的申请量与老牌巨头还有很大差距，华为在物理层技术分支专利布局较多，中兴则在媒体访问控制层分支布局了较多的专利。由此可见，各竞争主体的专利布局基本上呈现互补趋势。

六、结 语

WiGig技术即将以其卓越的高传输速率走向应用，替代WiFi开创更大程度的无线传输时代。随着WiGig技术快速发展，还会有更多的专利产出，市场竞争日益激烈。国内WiGig技术起步较晚，技术相对落后，华为、中兴以及高校申请占据了很大的比重，如何将这些申请转化为生产力是亟待解决的问题。我国研究WiGig技术的企业、研发机构以及高校必须着眼于学习和合作，加强对核心关键技术的研究。对于国内申请人来说，需要充分借鉴国外优秀企业的发展过程，注重专利的布局，绕过国外专利壁垒，增强自身的专利保护意识。

国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心。