TD-红色的火焰(转帖移动内部论坛一位超级才女加美女的 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 05:38:09


美女开创了扩频通信—我们正在开创TD





TD建设这会儿如火如荼,涉及到的人都压力很大(包括我),精神绷得太紧了,还真有必要放松一下。要知道,很多经典的金点子都是在大家闲聊的时候冒出来的。今天的茶余饭后,我就来说说扩频通信的起源,大家放松心情,减轻压力,工作会做得更顺利。




提起扩频通信,就不能不提到“绕不过”的高通和香农定理。咱首先说说高通:1985年,美国的一家名不见经传小公司在加州成立,以扩频技术为基础,研发出CDMA无线数字通信系统——CDMA技术的基础就是“扩频”和“跳频”技术。这公司就是美国的高通公司。后来高通公司申请了“功率控制”等CDMA核心技术专利(CDMA系统如果脱离了功控那就完全不能民用),确立了自己在CDMA界的霸主地位。现在的WCDMA,TD,C2000都绕不过高通公司这个“功率控制”专利。说到这里还跟美女没啥关系,不过您得接着往下看。




扩频技术不是从天上掉下来的(掉下来的技术那是牛顿的苹果又称万有引力),它的核心思想来源于1941年提出1942年通过审核的美国的一个专利#2.292.387,比高通的诞生早了很多年,如果我的算术没有问题的话,应该是44年。这个专利有两个提出者,其中一个是超级美女,好莱坞的影星海蒂拉玛(Hedy Lamarr),而且我个人认为,她是这个扩频通信思想的主导者。




Hedy的发明一直没受到重视,那么为什么后来的3G移动通信技术能从她那里获得启示呢? Hedy的专利提出的最重要概念是“扩展频谱技术”,Hedy最先指出了用频率跳变的方式扩大通讯容量并保密信息。此后,正是这个思路带给了我们这个世界不可思议的变化——引导了移动数字通信技术的发展。直到以CDMA为基础的3G技术开始走入人们视野的1997年(实用化的CDMA95技术发布后两年),科学界才想起了已经83岁高龄的CDMA之母Hedy Lamarr,非营利性、非官方的电子前沿基金会(EFF: Electronic Frontier Foundation)授予了她早应得到的荣誉,但此时,她的专利已经失效,而终生未能因此而得利。




翻回头咱再说说香农定理。当然,有了香农定理之后,扩频技术就很容易理解了。香农定理是:C=Blog2(1+S/N)。式中:C是信道容量、单位为比特每秒(bps),它是在理论上可接受的误码率(BER)下所允许的最大数据速率;B是要求的信道带宽,单位是Hz;S/N是信噪比。C表示通信信道所允许的信息量,也表示了所希望得到的性能,带宽B则是付出的代价,因为频率是一种有限的资源,S/N表示周围的环境或者物理的特性。用于恶劣环境(噪声和干扰导致极低的信噪比)时,从上式可以看出:需要提高信号带宽B来维持或提高通信的性能。换句更容易理解的话说,S/N一定的情况下,B越大,C也就越大。有了这个公式,任何人都会想到,需要提高C时,我们有两种选择,提高S/N或者提高带宽B。扩频通信就是为了提高带宽B。




那么这个美女影星当时是不是根据这个定理提出的扩频思想呢?咱来看看香农定理的出现时间:香农于1948年发表了长篇论著《通信的数学理论》。香农定理就来源于这个《通信的数学理论》。如果我没有记错的话,海蒂拉玛的专利提出是1941年,而香农定理则发表于1948年,所以,扩频通信的思想,完全是在没有香农定理的情况下提出的。严格的从技术上讲,Hedy发明的是跳频扩频FHSS,后来发明的直序扩频DSSS和FHSS有许多共同之处,也有不少差别,CDMA和DSSS关系更密切些。GSM倒是用了跳频技术。但是,科学界公认,扩频的思想首先是这位大美女提出的,所以也可以说,美女开创了扩频通信。

美女开创了扩频通信—我们正在开创TD





TD建设这会儿如火如荼,涉及到的人都压力很大(包括我),精神绷得太紧了,还真有必要放松一下。要知道,很多经典的金点子都是在大家闲聊的时候冒出来的。今天的茶余饭后,我就来说说扩频通信的起源,大家放松心情,减轻压力,工作会做得更顺利。




提起扩频通信,就不能不提到“绕不过”的高通和香农定理。咱首先说说高通:1985年,美国的一家名不见经传小公司在加州成立,以扩频技术为基础,研发出CDMA无线数字通信系统——CDMA技术的基础就是“扩频”和“跳频”技术。这公司就是美国的高通公司。后来高通公司申请了“功率控制”等CDMA核心技术专利(CDMA系统如果脱离了功控那就完全不能民用),确立了自己在CDMA界的霸主地位。现在的WCDMA,TD,C2000都绕不过高通公司这个“功率控制”专利。说到这里还跟美女没啥关系,不过您得接着往下看。




扩频技术不是从天上掉下来的(掉下来的技术那是牛顿的苹果又称万有引力),它的核心思想来源于1941年提出1942年通过审核的美国的一个专利#2.292.387,比高通的诞生早了很多年,如果我的算术没有问题的话,应该是44年。这个专利有两个提出者,其中一个是超级美女,好莱坞的影星海蒂拉玛(Hedy Lamarr),而且我个人认为,她是这个扩频通信思想的主导者。




Hedy的发明一直没受到重视,那么为什么后来的3G移动通信技术能从她那里获得启示呢? Hedy的专利提出的最重要概念是“扩展频谱技术”,Hedy最先指出了用频率跳变的方式扩大通讯容量并保密信息。此后,正是这个思路带给了我们这个世界不可思议的变化——引导了移动数字通信技术的发展。直到以CDMA为基础的3G技术开始走入人们视野的1997年(实用化的CDMA95技术发布后两年),科学界才想起了已经83岁高龄的CDMA之母Hedy Lamarr,非营利性、非官方的电子前沿基金会(EFF: Electronic Frontier Foundation)授予了她早应得到的荣誉,但此时,她的专利已经失效,而终生未能因此而得利。




翻回头咱再说说香农定理。当然,有了香农定理之后,扩频技术就很容易理解了。香农定理是:C=Blog2(1+S/N)。式中:C是信道容量、单位为比特每秒(bps),它是在理论上可接受的误码率(BER)下所允许的最大数据速率;B是要求的信道带宽,单位是Hz;S/N是信噪比。C表示通信信道所允许的信息量,也表示了所希望得到的性能,带宽B则是付出的代价,因为频率是一种有限的资源,S/N表示周围的环境或者物理的特性。用于恶劣环境(噪声和干扰导致极低的信噪比)时,从上式可以看出:需要提高信号带宽B来维持或提高通信的性能。换句更容易理解的话说,S/N一定的情况下,B越大,C也就越大。有了这个公式,任何人都会想到,需要提高C时,我们有两种选择,提高S/N或者提高带宽B。扩频通信就是为了提高带宽B。




那么这个美女影星当时是不是根据这个定理提出的扩频思想呢?咱来看看香农定理的出现时间:香农于1948年发表了长篇论著《通信的数学理论》。香农定理就来源于这个《通信的数学理论》。如果我没有记错的话,海蒂拉玛的专利提出是1941年,而香农定理则发表于1948年,所以,扩频通信的思想,完全是在没有香农定理的情况下提出的。严格的从技术上讲,Hedy发明的是跳频扩频FHSS,后来发明的直序扩频DSSS和FHSS有许多共同之处,也有不少差别,CDMA和DSSS关系更密切些。GSM倒是用了跳频技术。但是,科学界公认,扩频的思想首先是这位大美女提出的,所以也可以说,美女开创了扩频通信。
TD是红色的火焰—我们正在开创TD之二





又是一个茶余饭后,基于昨天的“美女开创了扩频通信”一文受到了有些同事的鼓励,我今天再来说说看,为什么TD是红色的火焰。红色,代表中国。

谈到TD,有一种说法,那就是TD其实没有多少是中国的,所谓核心专利根本都在老外手里,中国人的专利技术只占3%左右。姑且不说这个3%是怎么统计出来的,我先来说说TD的起源,然后,您自己判断,究竟它是不是红色的,是不是只有3%是红色。

有一种说法是,TD-SCDMA起源于西门子,恕我不能苟同。不错,西门子曾经提出过TD-CDMA的标准,但TD-SCDMA注定是中国的。说到TD,就不能不谈到SCDMA。没有信威也就没有SCDMA,没有SCDMA也就没有TD-SCDMA。1995年底,信威成立之初,“SCDMA之父”陈卫认为,“中国在不久的将来无疑会成为全球最大的无线通信市场,因此中国应该有自己的无线通信标准,中国的用户应该要求用最先进的无线通信技术。”我今年29岁,梦想这两个字已经离我很遥远,但显然,陈卫在39岁的时候开始为自己的梦想努力,而最终,它变成了现实。咱再插叙一句题外话:陈卫是在重庆一个与无线电技术素有渊源的“村子”里长大的 ,而在这个“村子”里长大的还有好几个当代中国通信界的名人,包括李世鹤。

之所以说,TD-SCDMA起源于SCDMA,是因为智能天线,上行同步,都是基于SCDMA系统。SCDMA的团队在中国3G标准的早期制订过程中扮演了重要角色。中国向ITU提交的第一个TD-SCDMA标准文本就是由陈卫、徐广涵和李世鹤讨论后,合作撰写的。
在今天的文章之前,我想先提一个问题:如果能够选择的话,你希望你是谁?其他人我不清楚,我自己比较希望生而为帕里斯.希尔顿。如果我是希尔顿,那么很多事情都会变得很容易但是我们现在没法选择。就像小沈阳说的:“这个可以有”但“这个真没有”。比如中国的通信标准委员会,是在2003年才成立的(此前的中国无线通信标准研究组是一个非正规的组织)。失去的时间正是国际通信新技术以及通信标准迅速发展的阶段。



我个人认为,通信标准上的发言权,类似于联合国常任理事国的席位一样,如果1945年中国没有入常,世界将会非常不一样,中国也会非常不一样。如果这一次,3G时代你没有自己的标准,那么,4G时代,你以为还会有更多的机会吗?幸亏我们有TD。。。只要你是中国公民,您真的应该庆幸:5个常任理事国里面有中国而没有日本,64年研制成功原子弹的是中国而不是朝鲜。。。
今天咱来说说TDS-CDMA之父李世鹤。刚才有同事提到了,重庆的“村子”具体指的是那儿?这个么,我什么时候要是能被派去重庆出差,我帮你好好打听打听。一个村子里面出来这么多“之父”可不大容易。1995年11月,电信科学技术研究院和Cwill公司合资成立了信威公司,李世鹤任董事长,陈卫任总经理。做到后来,李先生就开始想钱了。同样是想钱,牛人跟我们的想法那就是不一样,我么,拿个73块8毛的稿费我都能美的找不着北,立马找一地儿吃牛排去了。。。人家李先生是这么想的:“从市场空间来看,无线接入是无法和移动通信相比的,无线接入做的再好一年最多也就几十亿元人民币,小灵通也就一百来个亿,赚点钱就完了,GSM上外国人从中国拿走的是几千个亿,量级都不一样。” 经济基础决定上层建筑,这句话一点儿没错。李先生一想经济问题,就觉得非得搞出一个中国版的3G移动系统出来不可。作为信威的董事长,他把TDD、智能天线等等都拿到信威的产品上去验证,所以后来TD—SCDMA里面的好几个核心专利都是在信威申请的。



让我们来看看一下10多年前的新闻:



新闻摘略:“经过两年艰苦的研发,SCDMA无线本地环路系统于1997年底在重庆西坪和白市驿首开了商用实验网,首次演示了系统的性能优势。例如,演示了智能天线的8单元天线阵,它可以达到8的平方即64倍(18 dB)的等效发射效应,可满足广覆盖的要求。另外,系统可实现在0.5 MHz内打满31路电话。当时容量最大的CDMA系统需要2×1.25=2.5 MHz带宽才能支持30路语音,SCDMA容量超过CDMA的5倍之多。”



这个新闻我有点没看明白,因为我知道智能天线的增益是9dB。信威的SCDMA谁了解得多些,可以给我解释解释。目前信威开发出来的SCDMA采用了智能天线、上行同步等核心技术,而且目前SCDMA的各种商用解决方案,也都采用了时分双工(TDD)的技术路线。因此,TD-SCDMA和SCDMA在技术上是同源的。从信威公司的历史看来,TD-SCDMA和SCDMA的研发团队在1999年底之前都有大量的交叉。(1999年之后呢,容我慢慢道来。)

1998年6月30日,TD-SCDMA的第一个标准提交到国际电联。(就是由陈卫、徐广涵和李世鹤讨论后,合作撰写的那个标准。)当时,以爱立信、诺基亚为首的WCDMA阵营对中国的TD-SCDMA标准提出了一系列问题,中国的技术人员对这些问题一一作了回答,而对方对中国方面的回答提不出重大疑义,于是提出要看在ITU模型上做出来的计算机仿真结果。中国方面将仿真结果公布出来,西门子的李万林博士认为TD-SCDMA的仿真结果已优于WCDMA的结果,而对方与会的技术人员也无法对仿真结果提出重大疑义。于是TD-SCDMA顺利地被3GPP组织接收。虽然说,TD是红色的火焰,但是我们也不应该忘记,西门子在TD燃烧的时候,也给了很多助力。(为什么给我们助力呢,这就是国与国的博弈,公司与公司的博弈,这里不多说了。)



1999年末,当TD-SCDMA已经有望成为国际标准的时候(2000年5月,TD-SCDMA被ITU正式接纳为第三代移动通信系统的三大主流标准之一),大唐集团方面与信威方面在是否专注开发TD-SCDMA的问题上发生分歧。结果是大唐决定把TD-SCDMA的开发工作转移到集团的中央研究院(后来成立了由李世鹤担任总裁的大唐移动来承担这项任务)。SCDMA和TD-SCDMA这两个同血缘兄弟从此分道扬镳。

在那之后,TD-SCDMA的标准化工作仍然在继续,但完全是由大唐集团中央研究院及后来的大唐移动完成的。一个重要的里程碑是2001年3月,由全球设备运营商和设备制造厂商参加的标准化组织3GPP正式接纳TD-SCDMA为第三代移动通信标准。这标志着在移动通信领域,中国不但能够提出技术标准建议,也能够提出供开发商使用的具体技术规范。此后,大唐开始全面开发TD-SCDMA系统,而李世鹤在退居二线之前,一直是这项工作的主要技术负责人。



就用李先生的一段话作为结束语吧: “说到底,移动通信标准是一个国家利益的问题。中国在经济上、技术上还是个弱小的国家,中国要真正强大起来,没有自己的东西是不行的,TD—SCDMA是一块敲门砖。对于我来说,这十几年做了TD—SCDMA这一件事已经足够了,中国有了自己的第三代移动通信核心技术。我们这一代人就这么过来了,中国通信产业的未来要留给新一代来书写。”
转帖以上文章,有助于大家对中移动运营TD的了解和支持,也希望通过这个帖子,大家能对我们移动的员工有一个直观的感觉,如有不妥,请版主按规矩处理本帖,谢谢
另外说一句,此美女加才女事实上实至名归,不过打击大家一下,该美女已经出嫁,哈哈,当然不是我,我家领导是另一位移动美女。。。。
C114上转过来的吧。这贴盖楼的潜力很大。
回楼上大大,转114的那一位比起我跟这位美女的交情,差的不是一点半点,呵呵。。不过确实早我一步。。。都怪我五一贪玩去了。。。
估计这个贴要起高楼
首页留名...慢慢看
whbhbmc 发表于 2009-5-3 16:34
没图没真相,我也俗一把,技术方面就是这样,肯定是自己的娃好,我自横刀向天笑,笑玩我就去睡觉。
没图没真相
whbhbmc 发表于 2009-5-3 16:36
一步步来吧,怎不能一口吃成胖子
bessel 发表于 2009-5-4 00:55

差不多,邮电部的企业比电子工业部的企业差不是一星半点,但是电子工业部的企业进入不到邮电领域,有人调侃那个时候的邮电部连一条合格的电缆都生产不出来,一直到山寨手机出现以前,基本上中国所有的手机都是贴牌外国产品的,更不要说基站了。
cedric 发表于 2009-5-4 01:42
17# bessel
这个真还无从考证,因为电信的预算很多也用于基建了,而且好多设备采购和大项目签署都是国务院直接买单的。

估计这个数字即使有准确的一般人也拿不到,太丢脸了。

我有一个很粗陋的办法,只能给你一个大概的映像,90年代,邮电部和国防部的预算差距不大,国防部采购武器装备的钱是多少,邮电部采购外国器材的花费之比那个多不比那个少。

对不对你就是一听,谢绝跨省抓捕。
cedric 发表于 2009-5-4 02:11
就看见 美女+才女了 还没pp:(
1.jpg发美女纳米图一张,此楼够高时争取美女同意发大图。。。

我只是想知道个具体数据,
比方说每个chip要缴多少专利费,缴给谁?


bessel 发表于 2009-5-4 01:45

这个还真没办法算,别说你用了哪些国外厂商的,还有哪些是交叉授权的,就单说买高通一家
专利也是5%-12.5%不等,并不是对所有国家和厂商完全一致的。

只能大概算下,国家每年近千亿的通讯网投资和国内上千亿的终端采购
专利费总共交了2,3千亿不夸张。
我只是想知道个具体数据,
比方说每个chip要缴多少专利费,缴给谁?


bessel 发表于 2009-5-4 01:45

这个还真没办法算,别说你用了哪些国外厂商的,还有哪些是交叉授权的,就单说买高通一家
专利也是5%-12.5%不等,并不是对所有国家和厂商完全一致的。

只能大概算下,国家每年近千亿的通讯网投资和国内上千亿的终端采购
专利费总共交了2,3千亿不夸张。
竟然放纳米图,太不厚道了。
竟然放纳米图,太不厚道了。
cedric 发表于 2009-5-4 01:42
MOTO OEM华为的WCDMA的基站发来贺电:D
SBS OEM ZTE的基站发来贺电:D
没有核心网的MOTO再次发来贺电:D
MOTO,刚工作的时候提着那个烂综测爬23楼的时候差点就想把那东西扔掉,后来参加设备采购的时候才知道我差点扔掉24万RMB。。。:L
现在的MOTO和当年的MOTO已经不是一回事了
当年邮电部的厂都死得差不多了吧? 以前广州的524厂现在连地都被咱联通买了下来,那时候我还很得意地在大门口照了张像寄给我的姑丈,他以前是524厂的总工:D
竟然放纳米图,太不厚道了。
现在武汉邮科院至少培养了很多人才,至少现在峰火还说的过去
高楼还没盖起来。咱先填块砖。。。话说高楼买低层不划算啊


从技术起源看TD-SCDMA的演进
来源: 电子产品世界 发布时间: 2008-01-08

    1、TD-SCDMA的名字由来

    TD-SCDMA的名字来源很少人知道。1998年,在原邮电部(信息产业部)电信研究院的大楼里,电信研究院副院长邬贺铨、杨毅刚和作者等凑到了一起,讨论未来中国3G标准的命名问题。中国3G标准的技术来源于北京信威通信技术股份有限公司(电信研究院和美国希威尔公司的合资公司,下文简称北京信威)自主创新的SCDMA,但3G标准应该是一个包含窄带语音和宽带数据在内的全移动标准,必须有别于SCDMA系统。另外它将是一个国际标准,必须得到国际通信企业和组织的支持,并且还有与其他3G标准提案(正在提出的)进行融合的可能。

    在此之前,邬贺铨院长问起在国际诸多3G标准方案中哪一个比较接近中国想提出的方案时,作者说西门子提出的TD-CDMA应该是最接近的一个。邬院长马上反应说:“我们标准的名字必须带SCDMA,但也要体现我们和其他标准合作的愿望,就叫TD-SCDMA吧。”谁也没想到,这7个英文字母从此就扎根了中国,走向了世界,并标识了中国百年通信史上的第一个高峰。TD-SCDMA中的SCDMA是同步码分多址(synchronous code division multiple access)技术的英文缩写,TD是时分(time division)的英文缩写。SCDMA的S在北京信威还有另一种解释:S是指智能天线(smart antenna)、同步码分多址(synchronous CDMA)、软件无线电(software radio)和同步无线接入协议(synchronous wireless access protocol)。这4个“S”基本上是SCDMA技术的简练概括。

    2、TD-SCDMA的技术起源

    下面简单介绍一下TD-SCDMA各项技术的起源和优势。

    (1)智能天线技术

    智能天线技术最早用于美国军方雷达和抗干扰通信系统。美国斯坦福大学信息系统实验室当时在智能天线的研究方面处于全世界最领先的地位。美国海陆空研究机构每年会拨款上百万美元给这个实验室,用于高可辨雷达及抗干扰通信上的智能天线研究。作者当时留学美国就在这个实验室师从导师——美国著名的两院院士汤姆斯凯拉斯(Thomas Kailath)教授。1992年,作者成为美国德州大学奥斯汀分校的助理教授,成立了美国第一个研究智能天线在民用无线通信系统中应用的实验室,对智能天线在民用无线环境的性能进行了深入细致的研究,并开发了一套智能天线的测试系统,以演示智能天线的波束赋形功能以及由此带来的增加覆盖、链路预算和干扰抵消等性能优势。当时各大通信公司包括摩托罗拉、北电、爱立信对这些研究非常感兴趣。但由于当时通用的系统包括模拟“大哥大”、GSM和美国TDMA系统(IS-136)都采用了频分双工(frequency division duplex,FDD)方式,这种双工方式的上、下行频率不同,使得智能天线无法实现下行的波束赋形,因此对于FDD系统智能天线只能解决其一半的问题,加上智能天线技术还处于早期阶段,导致各大通信公司没有采用智能天线技术。这是作者这些留学生们第一次深深感觉到现有的无线通信标准对新技术应用的障碍,如果有一个基于智能天线技术的无线通信标准,将会大大提升无线通信的性能。

    (2)同步码分多址技术

    CDMA技术起源于美国的军事通信领域,后来美国加州的高通公司将此技术民用化并形成IS-95的新一代无线通信标准。CDMA技术较当时应用的GSM和IS-136的TDMA技术在理论上有容量大的优势,但实际增加的容量不会超过2倍。CDMA最显著的优点在于宽带抗衰落、同频组网、软切换和可变速语音编码。CDMA也有许多缺陷,最明显的缺陷就是所谓的呼吸效应,即当用户数多时,覆盖变小;用户数减小,覆盖变大。同步CDMA技术可以克服以上缺陷。但异步CDMA即IS-95早在1989年就成为北美下一代的无线通信标准,修改异步CDMA到同步CDMA将会造成系统的不兼容,因此阻碍了同步CDMA的应用。

    (3)软件无线电技术

    软件无线电技术是指将无线通信各层协议的算法用软件实现。由于当时数字信号处理器(DSP)的运算能力有限,绝大多数的终端都用专用集成电路(ASIC)芯片来实现。ASIC的优势是可以在合理的成本下实现运算量较大的处理,但问题也很多,如设计周期长,设计代价高,生产验证测试成本高,最大的缺点是一旦完成就不能被修改。如果用可编程的高速处理器件如数字信号处理器代替ASIC,可使产品的开发周期大大缩短,产品的开发成本也会大大减低,最吸引人的优点是可以适应多种制式并可以通过无线软件更新的方式来优化性能。

  3、北京信威的创立

    综上所述,为了能够让新的无线通信技术的优越性能得到充分体现,新的无线通信标准必须诞生,基于软件 无线电的产品必须开发。欧美的通信巨头出于对已有标准的既得利益的保护,对新标准的推动不是很积极。而中国当时在无线通信领域较为落后,在1993年,像华为和中兴这样的国内通信巨头都还没有涉足许多无线通信产品的研发。但中国在不久的将来无疑会成为全球最大的无线通信市场,因此中国应该有自己的无线通信标准,中国的用户应该要求用最先进的无线通信技术。

    怀着这种大胆的设想,中国在美国德州奥斯汀市的3位留学生走到了一起:作者、美国摩托罗拉半导体部门经理陈卫博士和德州大学奥斯汀分校副教授李三琦。在此后不久,三位就与邮电部电信研究院的李世鹤副院长取得联系,并得到李世鹤和当时刚上任的邮电部科技司司长周寰的大力支持。随后,陈卫和作者在取得了陈五福(当时闻名的创业家)的第一笔投资后成立了美国希威尔公司。几个月后(1995年11月)希威尔公司和电信研究院成立了中外合资企业——北京信威,致力于开发新一代包含诸多世界领先核心技术,如智能天线、同步码分多址、软件无线电和同步空口信令的新一代无线通信系统。中国政府对SCDMA的技术研发也给予了大力支持,先后给该项目资助3000万元。富有“中国心”的美籍华人风险投资家刘宇环先生非常支持中国留学生回国创业的模式,1998年,通过其管理的美国中经合投资基金(WI Harper)注资300多万美元到希威尔公司,大大加速了SCDMA技术的成熟和完善。

    4、TD-SCDMA系统与众不同的设计理念

    4.1 不用宽带CDMA

    当时在设计TD-SCDMA系统的一些参数如信道带宽为0.5 MHz时,一些国内的电信专家有些不解。因为当时IS-95 CDMA系统即将商用,欧盟正在积极投入宽带CDMA(WCDMA)的研究。在通信界存在一种流行的偏见即CDMA的带宽越宽,性能越好。这也是为什么 CDMA的带宽要从1.25 MHz演进到WCDMA的5 MHz带宽。事实上,只要对CDMA的性能有充分的了解就不难看出设计信道带宽为0.5 MHz的原因:

    ●同步码分多址的同步要求。带宽增大意味着码片宽度变窄,导致同步困难。

    ●码片变窄,多径信道的时延可能超过码片长度引起码间不正交或增加码间干扰。由于CDMA系统是受限干扰,干扰的增加将降低系统容量。

    ●实现的复杂度。带宽增加将加大扩散和解扩的处理量,在DSP处理能力还限制在几十MIPS的情况下,带宽太大会不利于软件无线电的实现。另外,为了继续提高在严重多径信道情况下的无线性能,将采用多用户检测(又称为联合检测)技术,其复杂度将与带宽的平方成正比,将带宽设计过大将不利于联合检测技术的实现。

    当时业界普遍认为码片宽度降低,可以让RAKE接收机将各个多径剔出来并可以同向叠加,大大降低多径造成的信号强度的衰落。这种分析在系统欠载时(即并发用户数不多时)是成立的,而当系统满载时,RAKE接收机的这种效果不会理想,因为各个多径分量中都含有相当大的来自其他用户信号的干扰。在多用户同步码分多址的系统中,联合检测技术在这方面的效果成倍地优于RAKE接收机。

    4.2 不用FDD,采用TDD

    另外,如上所述,为了能最大化地发挥智能天线技术的优势,TD-SCDMA的双工方式选为TDD方式。当时,业界普遍认为FDD可用于组建广域网而TDD只适用于短距离的局域网,如CT-2和PHS。但其实由于SCDMA留了足够的保护时隙(320 ?s),支持的最大距离可达到48 km。

    4.3 有机结合各项先进技术

    最后,除了各个单项核心技术有其显著的优势外,它们的有机结合还可创造出1+1>2的效应。例如,智能天线和同步码分多址的结合使得智能天线算法得以简化。TDD和同步码分多址的结合将简化功率控制,而功率控制是IS-95异步CDMA的老大难问题。同步码分多址和智能天线技术的结合使单基站可以对终端定位,实现可靠的接力切换。

    5、TD-SCDMA标准的出笼

    5.1 SCDMA系统的问世

    经过两年艰苦的研发,SCDMA无线本地环路系统于1997年底在重庆西坪和白市驿首开了商用实验网,首次演示了系统的性能优势。例如,演示了智能天线的8单元天线阵,它可以达到8的平方即64倍(18 dB)的等效发射效应,可满足广覆盖的要求。另外,系统可实现在0.5 MHz内打满31路电话。当时容量最大的CDMA系统需要2×1.25=2.5 MHz带宽才能支持30路语音,SCDMA容量超过CDMA的5倍之多。

    5.2 欧洲的3G

    与此同时,在通信界正在酝酿3G的标准。受益于2G GSM的成功经验,欧洲各运营商和设备商都在积极地推动3G标准。当时,欧洲电信标准学会(ETSI)有两大阵营:一个是以爱立信、诺基亚为首的 WCDMA阵营,另一个是以西门子和法国电信为首的TD-CDM A阵营。TD-CDMA技术的信道带宽为1 MHz,是CDMA和TDMA的结合,采用了联合检测技术来提升系统容量和性能。从技术设计理念上与SCDMA较为接近,其性能应该优于WCDMA。但由于爱立信和诺基亚在电信界的霸主地位和WCDMA已被视为主流技术,在ETSI的最后投票中,WCDMA以微弱优势胜出。为了让ESTI只出一个3G标准,两大阵营协商提出了一个双方融合的3G家族方案,即FDD用WCDMA,TDD用TD-CDMA,但信道带宽统一为5 MHz。实际结果还是WCDMA取得了胜利,因为其参数保持不变而TD-CDMA的信道带宽从1 MHz扩大到了5 MHz。如前所述,这将大大增加联合检测实现的复杂度。西门子对此一直耿耿于怀,这也为以后电信研究院和西门子的合作埋下伏笔。

    5.3 中国3G的香山会议

    3G的标准化工作也从欧洲影响到了中国。当时电信研究院科技处处长熊飞第一个提出应该把SCDMA技术变成中国的国际标准。在随后一次庆祝 SCDMA实验网成功的宴会上,作者郑重地提出将SCDMA变成3G国际标准。宴会当时在场的领导有周寰司长、李世鹤副院长、熊秉群院长等。周寰司长当场表示支持。之后,李世鹤和作者就开始讨论中国3G标准的推出方案,在不久之后召开的关于中国3G标准的香山会议上,两人推出了北京信威的以SCDMA为核心的3G方案。当时运营商代表有两种意见:一种意见是基于运营商的角度,希望全球只有一个3G标准。现在全球已有两大标准WCDMA和cdma2000,如果中国再提出一个。TD-SCDMA标准,将不利于3G标准的统一。另一种意见主要从国家利益出发,希望能利用3G标准化的机会,建立自己的3G标准,以此推动中国通信产业的快速发展。最后以邮电部宋直元副部长为首的3G小组,做出了鼓励提交自己的3G标准的倾向性意见。

    5.4 从SCDMA技术衍生的TD-SCDMA

    在1998年1月,作者和李世鹤副院长正式接到通知开始着手TD-SCDMA 3G标准的起草撰写工作。从SCDMA的系统设计到商用,北京信威对SCDMA的技术有了更深的认识。我们根据3G的要求,对SCDMA系统做了相关修改。

    首先,国际电联(ITU)对3G的定义是快速移动的数据率为144 kbit/s,慢行的数据率为384 kbit/s,固定的数据率为2 Mbit/s。为了适应宽带数据的要求,将信道频宽从0.5 MHz改成为1.25 MHz(以后又改成为现在的1.6 MHz)。

    在现场测试中,又发现空间特征向量在高速移动过程中变化很快,特别是某些场合,10 ms的时间内空间特征向量有相当大的变化,导致下行波束赋型性能下降。为了提升SCDMA的移动性能将TDD周期从10 ms缩短到了5 ms。

    在SCDMA进行同频组网时发现其广播信道之间的相互干扰比较严重,原因是广播信道的能量很大并且是全向发射,引进TDMA之后可以将同频的邻近基站分散在不同时隙以避免相互干扰。将TDMA引入SCDMA,还可以使终端在只通话时(只用一个时隙)关闭射频和其他处理达到省电性能。另外,引入 TDMA可以在不改变带宽颗粒度的情况下降低扩频系数(从32降到16),从而降低了联合检测的实现难度和提高了检测性能。另一个改动是将广播信道和接续信道分开,由于接续信道只针对一个用户,可以用波束赋型来发射,以节省下行功率和降低对其他终端的干扰。

    5.5 来自西门子的宝贵支持

    技术上的设计是一部分工作,影响政府决策是另一部分工作。虽然香山会议决定要积极推动自主3G的工作,但没有明确的定论。为了能保住在华的利益,各大国际电信巨头加大公关力度,从各方面来攻击中国自己提出的3G标准(当时华为和中兴在无线通信方面的研发较少,没有太多的话语权)。此时原邮电部科技司也承受了很大的压力。但却做了一件看似一般但对TD-SCDMA起了关键作用的事情。那就是科技司专门拨了一笔经费,组建了一个代表团,由李世鹤和杨毅刚副院长等带队去欧洲访问爱立信、诺基亚、西门子等一些大的电信公司。一是了解他们在3G标准化方面的工作,二是寻求他们对中国3G标准的支持。爱立信和诺基亚当时的态度是希望中国将智能天线技术搞出来融合到WCDMA的标准中去。如上所述,由于WCDMA是一个FDD系统,智能天线的优势不能充分发挥出来,因此在WCDMA标准上的合作没有很深入。当代表团到了德国的西门子公司时,又一个机遇发生了。当时负责接待的是李万林博士,李博士是重庆人和李世鹤以前就认识,他曾在德国留学,留学后在西门子任职。由于西门子的TD-CDMA在ETSI受挫,一直耿耿于怀,中国提出的3G标准与其设计理念很接近并引进了智能天线和上行同步的新技术,再加上李万林博士的内部沟通和双边撮合,西门子表示出极大的热情与电信研究院签署了一个备忘录 。

    在备忘录中,西门子表示对中国3G标准的支持,更重要的是对中国标准的技术先进性和优势给予了肯定。这次欧洲访问的报告和与西门子签署的备忘录,从另一个方面证实了中国3G标准的可行性。

    5.6 TD-SCDMA标准的递交

    TD-SCDMA的第一个标准在1998年5月左右完成,然后用了1个月左右的时间进行了修改和完善。直到离国际电联递交3G标准的期限6月 30日只有一周的时间时,政府还未对是否提交自己的标准做出最后决策。经过周寰司长、邮电部科技司和电信研究院的不懈努力,在离期限只有2天的时间时终于得到了邮电部的确认,最后邮电部以最快的公文传送方式将申报中国3G标准的公文按照流程先送两位副部长,再送吴基传部长。当吴部长签完字后,科技司马上给李世鹤打电话,作者和李世鹤马上通过电子邮件将TD-SCDMA的标准提案提交给了ITU。此刻,距离规定的3G标准提案的递交期限只剩不到一天的时间了。也许任何一个环节的迟延,都可能会给中国通信业未来几十年带来无比巨大的遗憾。

    6、TD-SCDMA标准的确立

    当时在ITU有7个3G标准的提案,显然是太多了,下一步就是要求各提案者将各种方案进行融合。应ITU要求,3GPP的主要成员爱立信、诺基亚、西门子、松下以及日本电信,和中国邮电部的电信研究院、科技司以及中国主管电信标准的传输所进行磋商。当时的传输所副所长曹淑敏一直对SCDMA和 TD-SCDMA非常支持,由传输所牵头在北京召开了融合会议。第一次会议上,以爱立信、诺基亚为首的WCDMA阵营对中国的TD-SCDMA标准提出了一系列问题。中国参会人员记录了问题,在第二次融合会议前通过书面对这些问题做了充分的回答,并在第二次融合会议上当面澄清。由于对方与会的技术人员对中国方面的回答再也提不出重大疑义,于是最后提出要看在ITU模型上做出来的计算机仿真结果。在第三次融合会议上,中国方面将仿真结果公布出来,西门子的李万林博士认为TD-SCDMA的仿真结果已优于WCDMA的结果。鉴于对方与会的技术人员无法对仿真结果提出重大疑义以及中国政府的出面支持,最后由日本电信出面与各方签订了一份支持将TD-SCDMA提交到3GPP,作为3GPP TDD的一个低码片速率方案的备忘录。在该备忘录中,各方一致认为智能天线技术和上行同步码分多址技术有一定的优势。由于3GPP的核心成员已经同意, TD-SCDMA顺利地被3GPP组织接收。之后,电信研究院又和西门子签订了合作起草标准和相关开发的协议。从此,中国的3G标准进入了实质性的启动阶段。

    由于当时北京信威正忙于SCDMA的商用准备阶段,无力继续投入巨大资源来开展3G这样的远期项目,因此于1999年年底将该项目转入其母公司电信研究院,在2002年转入电信研究院的子公司大唐移动。从1999年到2000年5月TD-SCDMA正式被国际电联批准为第三代移动通信国际标准,再到2007年的试商用,TD-SCDMA发展的每一步都离不开国家政府各部委的鼎力支持和果断决策,还有大唐移动在TD-SCDMA上所付出的始终如一的巨大代价。

    7、标准化的双刃剑

    众所周知,标准化是一把“双刃剑”,有其有利的一面也有其不利的一面。出于自身利益的考虑,各个标准化组织的成员会倾向于将自己的专利技术塞进标准中,不管该技术对系统是否有益,因此最后的标准将是一个各种技术的混合产物而不是各种先进技术的优化组合。

    TD-SCDMA同样存在着这方面的问题。例如,原来TD-SCDMA的DwPTS是放在下行信道的前面,并且在下行和上行之间有320 ?s左右的保护时隙,在现在的标准中被改成了75 ?s(96码片)。这些改动可能便于非对称时隙的灵活配置和提高效率,但在实际组网时会造成很难解决的问题:75 ?s对于光速的电磁波来讲是22 km,这样22 km以外的同频基站的DwPTS将会干扰本基站的上行接入即UpPTS。由于基站的天线增益大,DwPTS的功率是最大功率,各基站位置较高(在视距范围),其干扰将可能是非常严重的。如SCDMA系统留出320 ?s相当于96 km的隔离有时还不够(如江苏省SCDMA基站间干扰可达200 km),为此还专门采用了零陷技术来解决此问题。另外下行最后一个时隙的能量应尽量小,最好采用波束赋型发射以减小对其他基站的干扰。

    另一个例子是原来的广播信道可随意配置到任何下行时隙,可以避开在同频组网时广播信道之间的干扰。如果无法正确接收到广播信息,终端很难可靠地和基站通信。但后来被改到一个固定时隙,不必要地增加了同频的实现难度。

    另外上行和下行之间几乎没有保护时间,这样对功放和低噪放的开关性能要求太高。因为在功放打开之前,必须关闭低噪放,以免自激,这样,增加了实现的复杂性,当然也增加了设备的可靠性。

    8、TD-SCDMA技术的演进难点

    除以上标准修改的问题之外,TD-SCDMA的现有技术就像其他3G现有技术一样存在着一些较难对付的问题。这些问题将不利于从3G到无线移动宽带系统的演进。

    第一个问题是,联合检测技术不容易解决高速移动引起的快速信道变化。即使可以完美地预测信道变化,由于每次做联合检测需要对巨大的矩阵做复杂度为N?或N?的逆矩阵变换,因此在实现上可行性较差。由于所有同频码道都在相互影响,只要对一个终端的信道估计不准,对所有终端的信号都将会有不利影响。

    第二个问题是同频组网问题,智能天线独有的空间零陷技术将大大有助于抵消同频干扰,但零陷技术的有效性将随着干扰源的增加而显著降低。TDMA 和OFDMA的信道只受邻近同频基站对应信道的干扰,而CDMA的干扰源是邻近同频基站的所有信道,因此零陷技术在OFDMA或TDMA系统里更加适用。

    第三个问题是,MIMO和空分多址(SDMA)在TD-SCDMA上的实现和在WCDMA上的实现一样艰难。

    因此TD-SCDMA向哪个方向演进将成为TD-SCDMA产业化期间面临的一个重要问题。由于SCDMA和TD-SCDMA是同源技术, SCDMA和TD-SCDMA的最佳演进方向应该是相似的。所以这里简要地介绍一下SCDMA技术的演进方向,以供TD-SCDMA借鉴参考。

    9、SCDMA的演进方向——McWiLL

    由于北京信威的SCDMA系统于2004年已形成规模生产,市场逼迫其在几年前就提早开始了对下一代技术的演进进行研究。在2004年期间,北京信威决定了SCDMA宽带无线数据的演进方向,制定了码扩正交频分多址(CS-OFDMA)方式的McWiLL系统的整体架构。McWiLL是 multi-carrier wireless information local loop (多载波无线信息本地环路)的缩写,也有人延伸为My China Will(我的中国愿望)。

    McWiLL较SCDMA和TD-SCDMA有了以下的改进。

    (1)智能天线技术的新突破

    TD-SCDMA在波束赋形和联合检测上更新速度不够快(5 ms),难于对付高速移动引起的快速信道变化,较难保持足够的信号质量和采用高级调制(如QAM16)。McWiLL系统中开发了高性能的信道跟踪和预测技术,大幅度地提高了波束赋形和联合检测的速度(0.1 ms)。同时,在智能天线下行的实现上,McWiLL系统采用了子空间波束赋形(多向量波束赋形)的算法取代单向量波束赋形,在更大程度上保证了高速移动下的信号质量。

    McWiLL系统在智能天线上的另一个突破是抗干扰性能的显著提升。SCDMA和TD-SCDMA的智能天线只能抗和信号强度相当的干扰。在 McWiLL系统中,通过在信号帧格式中引进特殊的数码(symbol)和北京信威研制出的新抗干扰算法,可以消除比信号大20 dB的干扰,大大提高了智能天线的抗干扰能力。

    另外,该新抗干扰算法结合了联合检测技术,可达到消除干扰和联合检测一气呵成的效果,对同频组网起了关键的作用。

    (2)同步CDMA和OFDMA技术的融合——CS-OFDMA

    McWiLL系统的CS-OFDMA设计有机地融合了同步CDMA和OFDMA的优点,有效地避开了两者的缺点。它首先将一个宽带纵向分成许多窄带频点,然后再将数码(symbol)用正交CDMA码道横向调制到窄带频点。具体地说,由于使用了OFDMA,它能克服传统CDMA系统在传输宽带数据时由扩展频谱而引起的严重码间干扰(ISI),并将复杂的、非最优性能的多用户联合检测分解成多个简单的、高性能的单用户检测。同时由于每个数码被扩展到多个有一定间隔的频点。可有效地对抗频率选择性衰落和相邻小区干扰,有利于窄带语音和宽带数据的可靠传送以及同频组网。

    (3)联合检测技术的简化和性能提升

    如前所述,SCDMA和TD-SCDMA多用户时空联合检测技术有用户间的相关性问题,即如某个用户的信号太强、太弱或信道太差,将影响其他用户信号检测。由于融合了OFDMA,McWiLL的联合检测技术对每个用户的检测都是独立的,变成了单用户检测,实现简化,提高了性能。

   另外,McWiLL系统的频空联合检测的快速算法,大大降低了联合检测的实现复杂度,能处理时变信道(即每个数码的信道不同),从而有效地提升系统的高速移动性能。

    (4)动态调制技术的性能提高

    SCDMA语音系统的动态调制只限于QPSK,TD-SCDMA的动态调制将扩展到QPSK、8PSK、QAM16,McWiLL的动态调制扩展到了QPSK、8PSK、QAM16和QAM64。这是由于McWiLL的信道帧结构引入特殊时隙,动态调制的判定标准将会比较准确,使系统的吞吐量得到了最优化。

    另外,McWiLL系统还引入了动态信道分配技术,可尽量避免特殊场合的相邻小区同频干扰,大大增加了同频组网的可靠性。

    相信McWiLL的经验教训将为TD-SCDMA下一步的演进方向和技术实现提供宝贵的经验。

    最后,作者感谢中国政府能够给予中国这些企业保持原始自主创新的源源不断的动力,也衷心希望中国通信企业能够团结起来不断奋发创新,在TD-SCDMA成功之后再创辉煌!

PS:这篇文章,已经很红了,非常弱化了西门子在TD-SCDMA里起的作用。实际上当初的
TD-CDMA无线部分两大族,到TD-SCDMA演变成3大族,西门子都起了非常重要的作用。
基本上前两大族全部是西门子的研究成果,只不过后来交叉授权给国内了。


从技术起源看TD-SCDMA的演进
来源: 电子产品世界 发布时间: 2008-01-08

    1、TD-SCDMA的名字由来

    TD-SCDMA的名字来源很少人知道。1998年,在原邮电部(信息产业部)电信研究院的大楼里,电信研究院副院长邬贺铨、杨毅刚和作者等凑到了一起,讨论未来中国3G标准的命名问题。中国3G标准的技术来源于北京信威通信技术股份有限公司(电信研究院和美国希威尔公司的合资公司,下文简称北京信威)自主创新的SCDMA,但3G标准应该是一个包含窄带语音和宽带数据在内的全移动标准,必须有别于SCDMA系统。另外它将是一个国际标准,必须得到国际通信企业和组织的支持,并且还有与其他3G标准提案(正在提出的)进行融合的可能。

    在此之前,邬贺铨院长问起在国际诸多3G标准方案中哪一个比较接近中国想提出的方案时,作者说西门子提出的TD-CDMA应该是最接近的一个。邬院长马上反应说:“我们标准的名字必须带SCDMA,但也要体现我们和其他标准合作的愿望,就叫TD-SCDMA吧。”谁也没想到,这7个英文字母从此就扎根了中国,走向了世界,并标识了中国百年通信史上的第一个高峰。TD-SCDMA中的SCDMA是同步码分多址(synchronous code division multiple access)技术的英文缩写,TD是时分(time division)的英文缩写。SCDMA的S在北京信威还有另一种解释:S是指智能天线(smart antenna)、同步码分多址(synchronous CDMA)、软件无线电(software radio)和同步无线接入协议(synchronous wireless access protocol)。这4个“S”基本上是SCDMA技术的简练概括。

    2、TD-SCDMA的技术起源

    下面简单介绍一下TD-SCDMA各项技术的起源和优势。

    (1)智能天线技术

    智能天线技术最早用于美国军方雷达和抗干扰通信系统。美国斯坦福大学信息系统实验室当时在智能天线的研究方面处于全世界最领先的地位。美国海陆空研究机构每年会拨款上百万美元给这个实验室,用于高可辨雷达及抗干扰通信上的智能天线研究。作者当时留学美国就在这个实验室师从导师——美国著名的两院院士汤姆斯凯拉斯(Thomas Kailath)教授。1992年,作者成为美国德州大学奥斯汀分校的助理教授,成立了美国第一个研究智能天线在民用无线通信系统中应用的实验室,对智能天线在民用无线环境的性能进行了深入细致的研究,并开发了一套智能天线的测试系统,以演示智能天线的波束赋形功能以及由此带来的增加覆盖、链路预算和干扰抵消等性能优势。当时各大通信公司包括摩托罗拉、北电、爱立信对这些研究非常感兴趣。但由于当时通用的系统包括模拟“大哥大”、GSM和美国TDMA系统(IS-136)都采用了频分双工(frequency division duplex,FDD)方式,这种双工方式的上、下行频率不同,使得智能天线无法实现下行的波束赋形,因此对于FDD系统智能天线只能解决其一半的问题,加上智能天线技术还处于早期阶段,导致各大通信公司没有采用智能天线技术。这是作者这些留学生们第一次深深感觉到现有的无线通信标准对新技术应用的障碍,如果有一个基于智能天线技术的无线通信标准,将会大大提升无线通信的性能。

    (2)同步码分多址技术

    CDMA技术起源于美国的军事通信领域,后来美国加州的高通公司将此技术民用化并形成IS-95的新一代无线通信标准。CDMA技术较当时应用的GSM和IS-136的TDMA技术在理论上有容量大的优势,但实际增加的容量不会超过2倍。CDMA最显著的优点在于宽带抗衰落、同频组网、软切换和可变速语音编码。CDMA也有许多缺陷,最明显的缺陷就是所谓的呼吸效应,即当用户数多时,覆盖变小;用户数减小,覆盖变大。同步CDMA技术可以克服以上缺陷。但异步CDMA即IS-95早在1989年就成为北美下一代的无线通信标准,修改异步CDMA到同步CDMA将会造成系统的不兼容,因此阻碍了同步CDMA的应用。

    (3)软件无线电技术

    软件无线电技术是指将无线通信各层协议的算法用软件实现。由于当时数字信号处理器(DSP)的运算能力有限,绝大多数的终端都用专用集成电路(ASIC)芯片来实现。ASIC的优势是可以在合理的成本下实现运算量较大的处理,但问题也很多,如设计周期长,设计代价高,生产验证测试成本高,最大的缺点是一旦完成就不能被修改。如果用可编程的高速处理器件如数字信号处理器代替ASIC,可使产品的开发周期大大缩短,产品的开发成本也会大大减低,最吸引人的优点是可以适应多种制式并可以通过无线软件更新的方式来优化性能。

  3、北京信威的创立

    综上所述,为了能够让新的无线通信技术的优越性能得到充分体现,新的无线通信标准必须诞生,基于软件 无线电的产品必须开发。欧美的通信巨头出于对已有标准的既得利益的保护,对新标准的推动不是很积极。而中国当时在无线通信领域较为落后,在1993年,像华为和中兴这样的国内通信巨头都还没有涉足许多无线通信产品的研发。但中国在不久的将来无疑会成为全球最大的无线通信市场,因此中国应该有自己的无线通信标准,中国的用户应该要求用最先进的无线通信技术。

    怀着这种大胆的设想,中国在美国德州奥斯汀市的3位留学生走到了一起:作者、美国摩托罗拉半导体部门经理陈卫博士和德州大学奥斯汀分校副教授李三琦。在此后不久,三位就与邮电部电信研究院的李世鹤副院长取得联系,并得到李世鹤和当时刚上任的邮电部科技司司长周寰的大力支持。随后,陈卫和作者在取得了陈五福(当时闻名的创业家)的第一笔投资后成立了美国希威尔公司。几个月后(1995年11月)希威尔公司和电信研究院成立了中外合资企业——北京信威,致力于开发新一代包含诸多世界领先核心技术,如智能天线、同步码分多址、软件无线电和同步空口信令的新一代无线通信系统。中国政府对SCDMA的技术研发也给予了大力支持,先后给该项目资助3000万元。富有“中国心”的美籍华人风险投资家刘宇环先生非常支持中国留学生回国创业的模式,1998年,通过其管理的美国中经合投资基金(WI Harper)注资300多万美元到希威尔公司,大大加速了SCDMA技术的成熟和完善。

    4、TD-SCDMA系统与众不同的设计理念

    4.1 不用宽带CDMA

    当时在设计TD-SCDMA系统的一些参数如信道带宽为0.5 MHz时,一些国内的电信专家有些不解。因为当时IS-95 CDMA系统即将商用,欧盟正在积极投入宽带CDMA(WCDMA)的研究。在通信界存在一种流行的偏见即CDMA的带宽越宽,性能越好。这也是为什么 CDMA的带宽要从1.25 MHz演进到WCDMA的5 MHz带宽。事实上,只要对CDMA的性能有充分的了解就不难看出设计信道带宽为0.5 MHz的原因:

    ●同步码分多址的同步要求。带宽增大意味着码片宽度变窄,导致同步困难。

    ●码片变窄,多径信道的时延可能超过码片长度引起码间不正交或增加码间干扰。由于CDMA系统是受限干扰,干扰的增加将降低系统容量。

    ●实现的复杂度。带宽增加将加大扩散和解扩的处理量,在DSP处理能力还限制在几十MIPS的情况下,带宽太大会不利于软件无线电的实现。另外,为了继续提高在严重多径信道情况下的无线性能,将采用多用户检测(又称为联合检测)技术,其复杂度将与带宽的平方成正比,将带宽设计过大将不利于联合检测技术的实现。

    当时业界普遍认为码片宽度降低,可以让RAKE接收机将各个多径剔出来并可以同向叠加,大大降低多径造成的信号强度的衰落。这种分析在系统欠载时(即并发用户数不多时)是成立的,而当系统满载时,RAKE接收机的这种效果不会理想,因为各个多径分量中都含有相当大的来自其他用户信号的干扰。在多用户同步码分多址的系统中,联合检测技术在这方面的效果成倍地优于RAKE接收机。

    4.2 不用FDD,采用TDD

    另外,如上所述,为了能最大化地发挥智能天线技术的优势,TD-SCDMA的双工方式选为TDD方式。当时,业界普遍认为FDD可用于组建广域网而TDD只适用于短距离的局域网,如CT-2和PHS。但其实由于SCDMA留了足够的保护时隙(320 ?s),支持的最大距离可达到48 km。

    4.3 有机结合各项先进技术

    最后,除了各个单项核心技术有其显著的优势外,它们的有机结合还可创造出1+1>2的效应。例如,智能天线和同步码分多址的结合使得智能天线算法得以简化。TDD和同步码分多址的结合将简化功率控制,而功率控制是IS-95异步CDMA的老大难问题。同步码分多址和智能天线技术的结合使单基站可以对终端定位,实现可靠的接力切换。

    5、TD-SCDMA标准的出笼

    5.1 SCDMA系统的问世

    经过两年艰苦的研发,SCDMA无线本地环路系统于1997年底在重庆西坪和白市驿首开了商用实验网,首次演示了系统的性能优势。例如,演示了智能天线的8单元天线阵,它可以达到8的平方即64倍(18 dB)的等效发射效应,可满足广覆盖的要求。另外,系统可实现在0.5 MHz内打满31路电话。当时容量最大的CDMA系统需要2×1.25=2.5 MHz带宽才能支持30路语音,SCDMA容量超过CDMA的5倍之多。

    5.2 欧洲的3G

    与此同时,在通信界正在酝酿3G的标准。受益于2G GSM的成功经验,欧洲各运营商和设备商都在积极地推动3G标准。当时,欧洲电信标准学会(ETSI)有两大阵营:一个是以爱立信、诺基亚为首的 WCDMA阵营,另一个是以西门子和法国电信为首的TD-CDM A阵营。TD-CDMA技术的信道带宽为1 MHz,是CDMA和TDMA的结合,采用了联合检测技术来提升系统容量和性能。从技术设计理念上与SCDMA较为接近,其性能应该优于WCDMA。但由于爱立信和诺基亚在电信界的霸主地位和WCDMA已被视为主流技术,在ETSI的最后投票中,WCDMA以微弱优势胜出。为了让ESTI只出一个3G标准,两大阵营协商提出了一个双方融合的3G家族方案,即FDD用WCDMA,TDD用TD-CDMA,但信道带宽统一为5 MHz。实际结果还是WCDMA取得了胜利,因为其参数保持不变而TD-CDMA的信道带宽从1 MHz扩大到了5 MHz。如前所述,这将大大增加联合检测实现的复杂度。西门子对此一直耿耿于怀,这也为以后电信研究院和西门子的合作埋下伏笔。

    5.3 中国3G的香山会议

    3G的标准化工作也从欧洲影响到了中国。当时电信研究院科技处处长熊飞第一个提出应该把SCDMA技术变成中国的国际标准。在随后一次庆祝 SCDMA实验网成功的宴会上,作者郑重地提出将SCDMA变成3G国际标准。宴会当时在场的领导有周寰司长、李世鹤副院长、熊秉群院长等。周寰司长当场表示支持。之后,李世鹤和作者就开始讨论中国3G标准的推出方案,在不久之后召开的关于中国3G标准的香山会议上,两人推出了北京信威的以SCDMA为核心的3G方案。当时运营商代表有两种意见:一种意见是基于运营商的角度,希望全球只有一个3G标准。现在全球已有两大标准WCDMA和cdma2000,如果中国再提出一个。TD-SCDMA标准,将不利于3G标准的统一。另一种意见主要从国家利益出发,希望能利用3G标准化的机会,建立自己的3G标准,以此推动中国通信产业的快速发展。最后以邮电部宋直元副部长为首的3G小组,做出了鼓励提交自己的3G标准的倾向性意见。

    5.4 从SCDMA技术衍生的TD-SCDMA

    在1998年1月,作者和李世鹤副院长正式接到通知开始着手TD-SCDMA 3G标准的起草撰写工作。从SCDMA的系统设计到商用,北京信威对SCDMA的技术有了更深的认识。我们根据3G的要求,对SCDMA系统做了相关修改。

    首先,国际电联(ITU)对3G的定义是快速移动的数据率为144 kbit/s,慢行的数据率为384 kbit/s,固定的数据率为2 Mbit/s。为了适应宽带数据的要求,将信道频宽从0.5 MHz改成为1.25 MHz(以后又改成为现在的1.6 MHz)。

    在现场测试中,又发现空间特征向量在高速移动过程中变化很快,特别是某些场合,10 ms的时间内空间特征向量有相当大的变化,导致下行波束赋型性能下降。为了提升SCDMA的移动性能将TDD周期从10 ms缩短到了5 ms。

    在SCDMA进行同频组网时发现其广播信道之间的相互干扰比较严重,原因是广播信道的能量很大并且是全向发射,引进TDMA之后可以将同频的邻近基站分散在不同时隙以避免相互干扰。将TDMA引入SCDMA,还可以使终端在只通话时(只用一个时隙)关闭射频和其他处理达到省电性能。另外,引入 TDMA可以在不改变带宽颗粒度的情况下降低扩频系数(从32降到16),从而降低了联合检测的实现难度和提高了检测性能。另一个改动是将广播信道和接续信道分开,由于接续信道只针对一个用户,可以用波束赋型来发射,以节省下行功率和降低对其他终端的干扰。

    5.5 来自西门子的宝贵支持

    技术上的设计是一部分工作,影响政府决策是另一部分工作。虽然香山会议决定要积极推动自主3G的工作,但没有明确的定论。为了能保住在华的利益,各大国际电信巨头加大公关力度,从各方面来攻击中国自己提出的3G标准(当时华为和中兴在无线通信方面的研发较少,没有太多的话语权)。此时原邮电部科技司也承受了很大的压力。但却做了一件看似一般但对TD-SCDMA起了关键作用的事情。那就是科技司专门拨了一笔经费,组建了一个代表团,由李世鹤和杨毅刚副院长等带队去欧洲访问爱立信、诺基亚、西门子等一些大的电信公司。一是了解他们在3G标准化方面的工作,二是寻求他们对中国3G标准的支持。爱立信和诺基亚当时的态度是希望中国将智能天线技术搞出来融合到WCDMA的标准中去。如上所述,由于WCDMA是一个FDD系统,智能天线的优势不能充分发挥出来,因此在WCDMA标准上的合作没有很深入。当代表团到了德国的西门子公司时,又一个机遇发生了。当时负责接待的是李万林博士,李博士是重庆人和李世鹤以前就认识,他曾在德国留学,留学后在西门子任职。由于西门子的TD-CDMA在ETSI受挫,一直耿耿于怀,中国提出的3G标准与其设计理念很接近并引进了智能天线和上行同步的新技术,再加上李万林博士的内部沟通和双边撮合,西门子表示出极大的热情与电信研究院签署了一个备忘录 。

    在备忘录中,西门子表示对中国3G标准的支持,更重要的是对中国标准的技术先进性和优势给予了肯定。这次欧洲访问的报告和与西门子签署的备忘录,从另一个方面证实了中国3G标准的可行性。

    5.6 TD-SCDMA标准的递交

    TD-SCDMA的第一个标准在1998年5月左右完成,然后用了1个月左右的时间进行了修改和完善。直到离国际电联递交3G标准的期限6月 30日只有一周的时间时,政府还未对是否提交自己的标准做出最后决策。经过周寰司长、邮电部科技司和电信研究院的不懈努力,在离期限只有2天的时间时终于得到了邮电部的确认,最后邮电部以最快的公文传送方式将申报中国3G标准的公文按照流程先送两位副部长,再送吴基传部长。当吴部长签完字后,科技司马上给李世鹤打电话,作者和李世鹤马上通过电子邮件将TD-SCDMA的标准提案提交给了ITU。此刻,距离规定的3G标准提案的递交期限只剩不到一天的时间了。也许任何一个环节的迟延,都可能会给中国通信业未来几十年带来无比巨大的遗憾。

    6、TD-SCDMA标准的确立

    当时在ITU有7个3G标准的提案,显然是太多了,下一步就是要求各提案者将各种方案进行融合。应ITU要求,3GPP的主要成员爱立信、诺基亚、西门子、松下以及日本电信,和中国邮电部的电信研究院、科技司以及中国主管电信标准的传输所进行磋商。当时的传输所副所长曹淑敏一直对SCDMA和 TD-SCDMA非常支持,由传输所牵头在北京召开了融合会议。第一次会议上,以爱立信、诺基亚为首的WCDMA阵营对中国的TD-SCDMA标准提出了一系列问题。中国参会人员记录了问题,在第二次融合会议前通过书面对这些问题做了充分的回答,并在第二次融合会议上当面澄清。由于对方与会的技术人员对中国方面的回答再也提不出重大疑义,于是最后提出要看在ITU模型上做出来的计算机仿真结果。在第三次融合会议上,中国方面将仿真结果公布出来,西门子的李万林博士认为TD-SCDMA的仿真结果已优于WCDMA的结果。鉴于对方与会的技术人员无法对仿真结果提出重大疑义以及中国政府的出面支持,最后由日本电信出面与各方签订了一份支持将TD-SCDMA提交到3GPP,作为3GPP TDD的一个低码片速率方案的备忘录。在该备忘录中,各方一致认为智能天线技术和上行同步码分多址技术有一定的优势。由于3GPP的核心成员已经同意, TD-SCDMA顺利地被3GPP组织接收。之后,电信研究院又和西门子签订了合作起草标准和相关开发的协议。从此,中国的3G标准进入了实质性的启动阶段。

    由于当时北京信威正忙于SCDMA的商用准备阶段,无力继续投入巨大资源来开展3G这样的远期项目,因此于1999年年底将该项目转入其母公司电信研究院,在2002年转入电信研究院的子公司大唐移动。从1999年到2000年5月TD-SCDMA正式被国际电联批准为第三代移动通信国际标准,再到2007年的试商用,TD-SCDMA发展的每一步都离不开国家政府各部委的鼎力支持和果断决策,还有大唐移动在TD-SCDMA上所付出的始终如一的巨大代价。

    7、标准化的双刃剑

    众所周知,标准化是一把“双刃剑”,有其有利的一面也有其不利的一面。出于自身利益的考虑,各个标准化组织的成员会倾向于将自己的专利技术塞进标准中,不管该技术对系统是否有益,因此最后的标准将是一个各种技术的混合产物而不是各种先进技术的优化组合。

    TD-SCDMA同样存在着这方面的问题。例如,原来TD-SCDMA的DwPTS是放在下行信道的前面,并且在下行和上行之间有320 ?s左右的保护时隙,在现在的标准中被改成了75 ?s(96码片)。这些改动可能便于非对称时隙的灵活配置和提高效率,但在实际组网时会造成很难解决的问题:75 ?s对于光速的电磁波来讲是22 km,这样22 km以外的同频基站的DwPTS将会干扰本基站的上行接入即UpPTS。由于基站的天线增益大,DwPTS的功率是最大功率,各基站位置较高(在视距范围),其干扰将可能是非常严重的。如SCDMA系统留出320 ?s相当于96 km的隔离有时还不够(如江苏省SCDMA基站间干扰可达200 km),为此还专门采用了零陷技术来解决此问题。另外下行最后一个时隙的能量应尽量小,最好采用波束赋型发射以减小对其他基站的干扰。

    另一个例子是原来的广播信道可随意配置到任何下行时隙,可以避开在同频组网时广播信道之间的干扰。如果无法正确接收到广播信息,终端很难可靠地和基站通信。但后来被改到一个固定时隙,不必要地增加了同频的实现难度。

    另外上行和下行之间几乎没有保护时间,这样对功放和低噪放的开关性能要求太高。因为在功放打开之前,必须关闭低噪放,以免自激,这样,增加了实现的复杂性,当然也增加了设备的可靠性。

    8、TD-SCDMA技术的演进难点

    除以上标准修改的问题之外,TD-SCDMA的现有技术就像其他3G现有技术一样存在着一些较难对付的问题。这些问题将不利于从3G到无线移动宽带系统的演进。

    第一个问题是,联合检测技术不容易解决高速移动引起的快速信道变化。即使可以完美地预测信道变化,由于每次做联合检测需要对巨大的矩阵做复杂度为N?或N?的逆矩阵变换,因此在实现上可行性较差。由于所有同频码道都在相互影响,只要对一个终端的信道估计不准,对所有终端的信号都将会有不利影响。

    第二个问题是同频组网问题,智能天线独有的空间零陷技术将大大有助于抵消同频干扰,但零陷技术的有效性将随着干扰源的增加而显著降低。TDMA 和OFDMA的信道只受邻近同频基站对应信道的干扰,而CDMA的干扰源是邻近同频基站的所有信道,因此零陷技术在OFDMA或TDMA系统里更加适用。

    第三个问题是,MIMO和空分多址(SDMA)在TD-SCDMA上的实现和在WCDMA上的实现一样艰难。

    因此TD-SCDMA向哪个方向演进将成为TD-SCDMA产业化期间面临的一个重要问题。由于SCDMA和TD-SCDMA是同源技术, SCDMA和TD-SCDMA的最佳演进方向应该是相似的。所以这里简要地介绍一下SCDMA技术的演进方向,以供TD-SCDMA借鉴参考。

    9、SCDMA的演进方向——McWiLL

    由于北京信威的SCDMA系统于2004年已形成规模生产,市场逼迫其在几年前就提早开始了对下一代技术的演进进行研究。在2004年期间,北京信威决定了SCDMA宽带无线数据的演进方向,制定了码扩正交频分多址(CS-OFDMA)方式的McWiLL系统的整体架构。McWiLL是 multi-carrier wireless information local loop (多载波无线信息本地环路)的缩写,也有人延伸为My China Will(我的中国愿望)。

    McWiLL较SCDMA和TD-SCDMA有了以下的改进。

    (1)智能天线技术的新突破

    TD-SCDMA在波束赋形和联合检测上更新速度不够快(5 ms),难于对付高速移动引起的快速信道变化,较难保持足够的信号质量和采用高级调制(如QAM16)。McWiLL系统中开发了高性能的信道跟踪和预测技术,大幅度地提高了波束赋形和联合检测的速度(0.1 ms)。同时,在智能天线下行的实现上,McWiLL系统采用了子空间波束赋形(多向量波束赋形)的算法取代单向量波束赋形,在更大程度上保证了高速移动下的信号质量。

    McWiLL系统在智能天线上的另一个突破是抗干扰性能的显著提升。SCDMA和TD-SCDMA的智能天线只能抗和信号强度相当的干扰。在 McWiLL系统中,通过在信号帧格式中引进特殊的数码(symbol)和北京信威研制出的新抗干扰算法,可以消除比信号大20 dB的干扰,大大提高了智能天线的抗干扰能力。

    另外,该新抗干扰算法结合了联合检测技术,可达到消除干扰和联合检测一气呵成的效果,对同频组网起了关键的作用。

    (2)同步CDMA和OFDMA技术的融合——CS-OFDMA

    McWiLL系统的CS-OFDMA设计有机地融合了同步CDMA和OFDMA的优点,有效地避开了两者的缺点。它首先将一个宽带纵向分成许多窄带频点,然后再将数码(symbol)用正交CDMA码道横向调制到窄带频点。具体地说,由于使用了OFDMA,它能克服传统CDMA系统在传输宽带数据时由扩展频谱而引起的严重码间干扰(ISI),并将复杂的、非最优性能的多用户联合检测分解成多个简单的、高性能的单用户检测。同时由于每个数码被扩展到多个有一定间隔的频点。可有效地对抗频率选择性衰落和相邻小区干扰,有利于窄带语音和宽带数据的可靠传送以及同频组网。

    (3)联合检测技术的简化和性能提升

    如前所述,SCDMA和TD-SCDMA多用户时空联合检测技术有用户间的相关性问题,即如某个用户的信号太强、太弱或信道太差,将影响其他用户信号检测。由于融合了OFDMA,McWiLL的联合检测技术对每个用户的检测都是独立的,变成了单用户检测,实现简化,提高了性能。

   另外,McWiLL系统的频空联合检测的快速算法,大大降低了联合检测的实现复杂度,能处理时变信道(即每个数码的信道不同),从而有效地提升系统的高速移动性能。

    (4)动态调制技术的性能提高

    SCDMA语音系统的动态调制只限于QPSK,TD-SCDMA的动态调制将扩展到QPSK、8PSK、QAM16,McWiLL的动态调制扩展到了QPSK、8PSK、QAM16和QAM64。这是由于McWiLL的信道帧结构引入特殊时隙,动态调制的判定标准将会比较准确,使系统的吞吐量得到了最优化。

    另外,McWiLL系统还引入了动态信道分配技术,可尽量避免特殊场合的相邻小区同频干扰,大大增加了同频组网的可靠性。

    相信McWiLL的经验教训将为TD-SCDMA下一步的演进方向和技术实现提供宝贵的经验。

    最后,作者感谢中国政府能够给予中国这些企业保持原始自主创新的源源不断的动力,也衷心希望中国通信企业能够团结起来不断奋发创新,在TD-SCDMA成功之后再创辉煌!

PS:这篇文章,已经很红了,非常弱化了西门子在TD-SCDMA里起的作用。实际上当初的
TD-CDMA无线部分两大族,到TD-SCDMA演变成3大族,西门子都起了非常重要的作用。
基本上前两大族全部是西门子的研究成果,只不过后来交叉授权给国内了。
胆还真肥,居然放个大石头给大家看,不怕被腰斩啊??!!哪怕马赛克你也放个巴掌大的图啊,再有这样的情况,直接交由马伯庸亲王祥瑞了你。

俺本人和邮电部没有一点关系,只是后来在国外工作,刚好打交道的有几个中国当时的供货商,所以管中窥豹,有些知道。
借宝地一用,有熟悉液晶屏开发的高人吗?介绍一下,winnce 加液晶  linux 加液晶

要求:设备只有3cm高,要在这么高的仪器上嵌入一个液晶,最好是触摸屏,简单的图形界面,菜单,最好有界面切换等效果。
武大郎 发表于 2009-5-4 17:06

去买个山寨手机:D


楼主,即便不放美女照片,也要放个美女ID IP啥的,兄弟们自己人肉。
好莱坞的无线女皇

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http://www.sina.com.cn 2006年02月21日 16:24 互联网周刊

  文|魏杰

  现在的人们,已经鲜少有人知道移动电话和一位好莱坞炙手可热的女明星之间会有什么联系了,太多的传奇被湮没在了历史尘封中……

  如果不是刚刚热卖的新书《高通方程式》中再次提到海蒂·拉玛(Hedy Lamarr),恐


   



怕这位数十年前曾经惊世骇俗的传奇女性就会如那海底的古老沉船般被永远遗忘。正如此书作者,全球电信和通讯技术行业著名工程师和分析师Dave Mock所描述:“……只要你使用过移动电话,你就有必要了解并感谢海蒂·拉玛。要知道,这位性感女明星为全球无线通讯技术所做出的贡献至今无人能及。”

  横跨技术与电影两大领域的海蒂·拉玛拥有太多的传奇经历,仅仅是那些支言碎语的片段就已让人回味无穷:首部露点电影、六次婚姻、首本自曝隐私的个人自传、与各国军方高层的私交等等,几乎从她成名开始,她的一举一动就在不断触动着每个人的神经。更为匪夷所思的是,就是在这样一个饱受争议的大环境下,她还能够在技术发明中取得成功。正是她在60多年前提出的“跳频通信系统”和一系列关于无线信号技术的全新概念为未来的移动通信技术奠定了基础。就像她的儿子,美国电话局主席Anthony Loder对她的评价所说:“虽然她(海蒂·拉玛)已经被大家遗忘了,但她所做出的一切仍然影响着一代又一代的人。”

  让人神魂颠倒

  1914年9月9日,海蒂·拉玛出生在奥地利的维也纳,当时的名字叫Hedwig Eva Maria Kiesler。她的父亲Emil Kiesler是当地知名的银行家,母亲Gertrud Kiesler是一名钢琴家。在这样一个富裕的家庭环境下,她度过了一个极为幸福的童年生活。受母亲的影响,在很小的时候她就开始对艺术产生了兴趣,中学毕业后又迷上了表演。很快,她过人的表演天赋和美丽的外表引起了当时著名表演导师Max Reinhardt的注意,一次简短的交谈后,她毅然决定放弃学业,独自一人跟随Reinhardt到德国柏林学习表演。

  1931年,她迎来了首次亮相大银幕的机会,由于德国留学的背景,使她在德语电影《Man Braucht Kein Geld》中顺利的担任上女主角。漂亮的外表和过人的气质,再加上无可挑剔的演技,她几乎迷倒了所有观众。一炮走红后,各大电影公司纷纷找上门来,她的明星之路就此开始。1932年,一家捷克斯洛伐克电影公司邀请她担当《神魂颠倒》(Ecstacy)的女主角,制片方承诺将这部电影推向国际市场,但惟一的条件是需要她拍摄全裸镜头。几乎没做任何考虑,她就答应了出演这部电影。1933年,《神魂颠倒》在捷克斯洛伐克首映,成为了世界上首部出现全裸女性镜头的电影,年仅18岁的她也因在片中的大胆表演而广为人知。虽然影片大受欢迎,但由于暴露镜头过多,在许多国家都被禁止播放或只允许播放删节版,而正是在这部电影中的出色表演和引起的极大争议,奠定了她日后辉煌的演艺生涯。

  逃离奥地利

  就在电影事业蒸蒸日上的时候,她遇到了生命中的第一个男人,奥地利军火商Fritz Mandl。在一次舞会上,她与成熟老练的Mandl一见钟情,三个月后两人就举行了婚礼。与所有权贵大佬的妻子一样,她几乎每天都会陪着Mandl出入各种社交场合,能有更多的机会接触上流社会,这让她兴奋不已。世界大战背景下,身为军火商的Mandl正在与德国纳粹进行着越来越多的私下交易,其中最核心的就是通过无线电信号遥控鱼雷和无线通讯干扰技术。虽然关于无线信号的技术在当时属于国家最高级别军事机密,但每次Mandl与武器专家谈论相关技术时,还是对他美丽的妻子毫不避讳,允许她旁听甚至记录。当然,Mandl无论如何也想不到,聪慧的她早已为这项技术深深地着迷,并在数月后基本掌握了这项技术。与其他权贵对自己的妻子一样,Mandl不过是把她看作一个漂亮花瓶。更糟糕的是,由于Mandl的特殊身份,她的自由也受到了极大限制,一切已经到了让她无法忍受的地步。在她的回忆录中写到:“我不是一件物品,我不想做一名奴隶,最让我受不了的是,我连游泳和上街的自由都没有。”

  在一次交谈中,她提出想继续拍电影的想法被Mandl断然拒绝,并被警告不允许走出家门半步,这次冲突让她对Mandl彻底失去了信心,并做出离开的决定。1937年的一天,事先做好准备的她用药迷倒女佣和管家后,乘当天的火车连夜逃到了法国巴黎,开始寻找全新的生活。

  独自在巴黎生活了一段时间后,她又来到了伦敦。在伦敦,她遇到米高梅电影公司老板Louis B. Mayer,在Mayer的指引下,她进入了美国好莱坞,与米高梅签定了一份拍摄合同,并获得了一个新名字海蒂·拉玛。几年后,拉玛成为了好莱坞最炙手可热的女明星。三十年代末,她在影片《Algiers》中所塑造的优雅而富有内涵的黑发美女形象打破了由金发女人统治银幕的惯例,拉玛本人也因此成为了新一代性感女性的标志人物。

  技术与音乐的完美结合

  第二次世界大战的爆发让拉玛的电影事业再次受到影响,但也给了她一个展示技术才华的机会。随着战争开始,美国政府和国家发明家委员会向各界名流发出邀请,希望每个有能力和想法的人加入支持美军参战的队伍中。出于对德军的憎恨,加上了解遥控鱼雷和无线通讯干扰技术,拉玛与委员会主席Charles F. Kettering达成共识,在美国政府和发明家委员会的支持下,允许她参与设计军用无线通讯和鱼雷遥控系统。

  在当时的战况下,如何提高鱼雷命中率成为各方争夺的焦点。实战中,通常是由战舰和潜水艇向打击目标发射鱼雷,指挥员在飞机或轮船上通过无线信号进行引导,以保证精准的命中。但由于当时的无线信号只能在一个单独的频道上传输,被攻击方只需简单的搜索到鱼雷信号频道就可以通过制造电磁噪音的方式对发射方进行干扰并降低命中率。拉玛所要挑战的技术就是要避免盟军的无线信号被干扰,解决只有单独无线信号频道的技术瓶颈(待续)。
开启跳频技术之门

此后,她每天花大量时间来设计和思考所谓的“不受干扰无线信号”概念,却始终毫无进展。在一次支持美国参战的宴会上,她经朋友介绍,结识了当地非常有名的音乐家George Antheil。技术上一筹莫展的她在随后的交谈中向Antheil说起了自己的困难,她提出的概念马上打动了Antheil,让双方惊喜的是,海蒂·拉玛的无线技术设想与Antheil的声学和音乐知识恰好达到一种相互补充,许多技术问题都在瞬间找到了答案。

1940年夏季,德军的无线干扰和通讯信号破译技术达到了顶峰,包括美、英、法在内的所有国家空军和海军都损失惨重,拉玛和Antheil的研究就显得至关重要。在拉玛的公寓内,Antheil将自动钢琴演奏器、鼓、锣,甚至是任何能够派上用场的乐器组合在一起,在无线设备和自动机械的协调下,保证每一种不同的乐器都能够在工作中与整体达到同步。灵感瞬间涌现的同时,两人用数百根火柴棒和铅笔在地毯上摆出第一张关于“免干扰无线技术”原理图。在两人的设计中,为了避免干扰,无线信号必须能够从一个频率跳到另一个频率,只要发送方与接收方在每个频率中达到同步,某个单一频率被干扰都不会影响到信号的接收,无线“跳频”技术成功问世。

1941年,两人将技术再次改进,并向美国专利局提交了名为“秘密通信系统”的专利,1942年8月11日,这项技术被正式授予美国专利。由于这项技术关系着整个战争的进程,两人将它无条件献给了美国政府。不过,遗憾的是,虽然跳频技术打破了单独无线频道的常规模式,为无线通讯打开了一个宽广的世界,但因为当时还没有能力制造出具备专利所描述的技术设备,因此这项跳频技术只被当做一项军事机密严格保存,并没有得到大面积应用。直至1957年,美国军方才开始将注意力转向跳频技术,一家名为Sylvania的电子公司得到了军方授权,在拉玛和Antheil专利的基础上研究新一代无线通讯系统。受到电子和计算机技术高速发展的带动,基于跳频概念的无线通讯技术立刻得到了迅速发展。1959年,跳频技术在全美范围开始广泛应用,1962年的古巴导弹危机期间,跳频技术让美国军方尽显优势,并在越南战争中获得极大成功。

上个世纪八十年代初期,电子通讯和无线技术得到了长足发展,手机、卫星通讯、无线网络等技术的兴起标志着信息时代的到来,在60多年前提出的“跳频”技术基础上,GSM、CDMA等一系列通讯技术相继问世,拉玛也被业界尊称为“无线通讯之母”。1997年,拉玛被美国国家科学协会授予了荣誉技术奖章。2000年1月19日,在佛罗里达的家中,这位最富传奇色彩的女性因病逝世。