第二部分：SCDMA的技术火种是怎样燃烧起来的
以持续改进是技术进步的主要内容和技术竞争关系到国家利益为理由，本报告第一部分提出必须通过单独组网而让TD-SCDMA移动通信系统得到在应用中改进的机会。在本报告第二部分，我们分析与TD-SCDMA同源的无线通信技术系统SCDMA是如何在市场应用中成长起来的 。SCDMA发展的经验证明，只要获得应用的机会，中国开发的系统标准就能够通过持续改进而具有技术优势，就能够在市场竞争中成长起来，而且对中国高技术产业的发展产生带动作用。
一、星火之源：信威公司、SCDMA和第三代移动通信标准TD-SCDMA
与瞄准已有技术的追赶模式不一样，开发自主的系统标准要从新技术的源头开始。但与许多普通人理解的不同，所谓“新技术”很少来自少数天才的突发奇想，而往往只能产生于具有深厚技术知识积累的土壤。此外，要把从基础研究中产生的新技术概念转化为新的产品系统，还需要有对市场前景的理解和协调许多人共同工作的组织，甚至需要一种常人所没有的热情。因此，追溯SCDMA和TD-SCDMA的技术源头，可以帮助理解开发系统标准的艰辛历程要从哪里开始。
-“里应外合”：信威公司和SCDMA 无线接入系统的开发
1994年，在摩托罗拉公司半导体部(位于奥斯汀)工作的项目经理陈卫与德州大学奥斯汀分校的助理教授徐广涵在不断的交谈讨论中，感到如果把新兴的无线通信技术与蓬勃成长的中国市场结合起来会大有前途，于是这两个搞通信技术的中国留学生开始设计一个无线电通信系统的方案。为了开发这个系统，1995年两人自己掏腰包成立了一个高技术创业公司，取名CWill(意为中国的无线接入)。
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 。受这种环境的影响，陈卫在7岁时就曾经做了一个单体管收音机参加全国少儿无线电发明大赛。1982年，陈卫毕业于重庆大学计算机专业，毕业留校一年后“下海”开办过一个软件公司，1984年又加入了李世鹤等人创办的全国第一家民营无线移动通信公司，接触到了“移动”这个崭新的领域。陈卫于1985年获得公派到美国留学的机会，后来从伍斯特理工大学获得博士学位。在学习期间，陈卫主要研究数字信号处理与大规模集成电路设计，并参加了美国太空总署哈勃望远镜外空探测卫星计划。他设计的芯片用于采集黑洞脉冲星发出的脉冲作为卫星的时钟基准，给哈勃望远镜提供导航参考。1990年陈卫加入摩托罗拉公司，从事集成电路的设计工作。
徐广涵是上海人，1985年从上海交大本科毕业后被派赴美国留学，1991从斯坦福大学电机系获得博士学位。徐广涵的美国导师是世界上第一个研究智能天线的学者，所以他自己也成了研究智能天线的专家。毕业在母校和MIT做了一年研究后，徐广涵于1992年9月到德州大学奥斯汀分校任教，在那里参加了美国军方资助的智能天线研究项目。与身上似乎流着企业家血液的陈卫不同，徐广涵充满了科学家的气质，虽然他曾经利用手中的教授“权力”，让他的研究生(以中国留学生为主，但也包括美国、印度和韩国的学生)参加了CWill的技术开发工作。
陈卫和徐广涵两个人设想的系统是把智能天线和其他一些先进技术结合起来，开发出一种无线通信系统。当时，智能天线是一种非常前卫的技术，它的物理结构是阵列式的天线(有点像相控阵雷达的意思)，然后用软件控制发出可以跟踪终端用户的定向波束，在相同频率资源下能够增加用户容量，覆盖距离远(覆盖相同距离则可以降低功率而节约成本)。但智能天线技术当时还很粗糙，用于民用通信需要大量的改进工作。此外，为了开发新系统，CWill还开发出来另一个核心技术——上行同步技术。由这些新技术组成的新系统被命名为SCDMA(同步码分多址)。
在那些年里，陈卫和徐广涵已经与邮电科学技术研究院(以下简称邮科院)建立了联系。1995年5月，邮电部科技司司长周寰率国内七名通信专家到美国考察无线通信技术的发展状况，他希望在未来能够研制中国自己的移动通信技术。考察团特意到奥斯汀参观了智能天线技术，对此印象深刻。陈卫与考察团成员之一的李世鹤(已经调到邮科院)也是老朋友阔别十年后的再次相见，两人发现在移动通信领域有很多共同的话题。此后，邮科院和CWill双方经过多次洽谈，决定共同成立一家合资公司。
1995年11月，邮科院和CWill合资成立了北京信威通信技术股份有限公司(以下简称信威)，由李世鹤任董事长，陈卫任总经理。信威的主要任务是开发以智能天线、上行同步等为核心技术的SCDMA无线接入系统。这个项目得到邮电部科技司的支持，后来被列入“九•五”科技攻关计划，得到1500万元的资助，也得到过国家计委1000万元的资助。由于人才、科研环境等原因，当时信威开发SCDMA的主要技术活动是在美国进行的。邮科院派出几十人次的人员到CWill“留学”，国内开发经费也通过信威引入CWill。但陈卫也开放了CWill所有的技术和成果。由于这种做法超过了合资公司的协议，引起CWill在美国的一些合作伙伴提出异议，一度矛盾尖锐。但是，陈卫仍然坚持开放，因为他们几个留学生的目标很明确：“依托中国巨大的市场，发展SCDMA通信技术。”
在制订SCDMA系统的技术解决方案时，开发者花了整整三个月的时间仔细研究高通等企业的专利文本，成功地绕过了高通的知识产权壁垒。高通的律师曾经上门到CWill，声称凡是叫“CDMA”的东西就涉及高通的专利。遭到以充足证据的驳斥后，高通的律师悻悻而去，再没找过麻烦。事实上，SCDMA具有完全的自主知识产权。截至目前，信威在SCDMA上拥有国家已批准和待批准的核心发明技术专利61项(CWill早期在美国获得的6项专利已经被信威收购)。SCDMA的研发成功使我国在无线通信领域拥有了重要的自主知识产权，实现了中国电信史上的突破。
信威成立一年后，SCDMA移动通信系统已经可以演示。又过一年，可以应用。1998年，信息产业部发文批准规划1800M SCDMA的使用频段，同年成立重庆信威作为生产基地。但这时，尚未拆分出来中国移动的中国电信开始大规模铺设GSM网络，所以SCDMA已经不可能在移动市场得到采用。信威只好转而向中国电信提供固定网络的无线接入。当时在一些固定线路无法覆盖的地区存在着装电话难的问题，SCDMA靠着为固定网络和固定终端之间提供无线接入而获得了市场，其收入来源是电话初装费。但1999年中国电信取消电话初装费之后，这个商业模式被釜底抽薪，使SCDMA在应用过程中遭受到第一次挫折。
-第三代移动通信标准TD-SCDMA的技术起源
1997年，国际电联(ITU)向各国征求第三代移动通信标准。邮科院的一些领导开始酝酿能不能在SCDMA的技术基础上独立提交一个3G标准。李世鹤在推动事态的进展和说服各方领导方面起到了关键作用。1997年12月，中国电信界召开了香山会议讨论要不要提出3G标准。经过争论和讨论，主张提出中国3G标准的意见逐渐占了上风。
1998年6月30日，以大唐(电信科学技术研究院)代表中国向国际电联(ITU)递交了中国提出的3G标准(后命名为TD-SCDMA)。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。ITU实际收到的3G标准提案多达16个(美国、欧洲和日本的提案占绝大多数)，而TD-SCDMA作为惟一由中国提出的标准之所以能够被采纳是有几个原因：(1)技术上有特色，特别是具有频谱利用率高的优势；(2)发达国家之间也充满了竞争和矛盾，例如为了推动欧洲统一标准WCDMA，西门子提出的TD-CDMA被牺牲掉，导致西门子耿耿于怀，后来转而支持中国的TD-SCDMA；(3)最关键的是中国政府的支持，而各国都因为中国市场的重要性而不愿得罪中国政府。当然，当时走在前面的电信技术大国们可能也没有把TD-SCDMA的威胁看得太认真。
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。首先，TD-SCDMA标准的构思是基于当时SCDMA的技术基础。事实上，TD-SCDMA中的关键技术如智能天线、上行同步等，都来源于当时的SCDMA系统，而它们都是使TD-SCDMA有别于其他3G标准的关键技术 。其次，在编写和制订中国3G标准的前期，SCDMA团队也是主要的力量，而中国向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。
目前信威开发出来的SCDMA的5个版本(见后面图4)都采用了智能天线、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年末，当TD-SCDMA已经有望成为国际标准的时候，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)。由于当时信威的技术研发人员基本上是从邮科院派来的或代为招聘的，所以在开发TD-SCDMA的号召下，信威的几十个技术研发人员几乎全部离开而转到大唐中央研究院，只有一个人留了下来。矛盾尖锐之际，陈卫被免除了信威总经理的职务，只好回到美国。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。
二、“大灵通”的崛起之路：技术的火种在市场点燃
用新技术开发出能够在市场上成功的产品来，一般都需要一个漫长的改进过程，即以产品的形式或以产品化为目标对新技术进行持续改进。看上去这是个悖论：产品要成功就必须以产品的形式对技术进行改进；也就是说，产品在成功之前就必须能够得到应用的机会。其实这不过是说明先锋用户或领先用户对于创新的重要性(von Hippel, 1988; Lundvall, 1988)。当新技术以产品形式出现时，不管多么粗糙，往往具有某些特殊的性能，所以总会找到需要这些性能并为此付出较高价格的先锋用户。例如，美国半导体工业发展的早期根本就找不到民用市场，几乎完全是靠联邦政府的国防采购所支撑的(美国的计算机和软件等工业或多或少也经历了同样的路径)(Mowery and Nelson, 1999)。
与先进国家相比，后进国家“自发”地产生先锋用户要困难得多。主要的原因在于，在存在来自领先国家的产品时，后进国家的用户存在着对本国新技术的不信任，特别是因为这些新技术在早期阶段往往比较粗糙。对于直接面对大众消费者的工业来说，中国企业有可能利用低成本优势走一条颠覆性的道路。但对于必须通过运营商才能进入市场的工业来说，中国企业就会面临更大的障碍。回顾SCDMA找到先锋用户并且在应用中成长起来的经验只是想说明，给中国的新技术以在应用中改进的机会对于中国的技术进步有多么重要。但这个经验同样证明，一旦获得这样的机会，中国开发的技术就会发展出来优势。
-1800M SCDMA(“大灵通”)的十年艰苦历程
回顾信威公司开发SCDMA的10年历史，用他们自己的话来说，是经历了一个“三落三起”的过程。除了1999-2000年的那次人员分流，决定“三落三起”的重要因素都是市场应用机会，而这种机会总是由电信管制的变化造成的。谈到自己企业的历史，几乎每一个员工都会认为“大庆会战”对于信威来说，是一个至关重要的历史事件。
信威十年历程的“三落三起”
2000年初，信威跌到谷底：领导班子的不稳定和技术骨干的分流导致更多的人员流失，公司一度只剩下20多个人。就公司业务而言，由于产品质量还存在缺点，原来的用户大批退网，与大庆签订的油田专网项目合同也面临无法完成的危险。在大唐集团领导的劝说下，陈卫于2000年3月再次回国担任信威的总裁 ，并从CWill带回5名技术骨干 。公司又从外部招聘来了一批包括来自中兴和华为的技术专家，重新起步。
从2001年开始，信威招聘了大量大学毕业生，硕士生和博士生，甚至还有一些尚未毕业的硕士研究生也参加到了信威的研发工作中来。在这些新“信威人”中，新加盟的国内专家带来了较为丰富的管理经验，“海归”则对延续信威在SCDMA的研发起到了重要的作用，但对于信威来说，在研发力量上最关键的变量是企业自身所培养的研发人员的迅速成长。新来的年轻人不但在人数上占了公司的很大比例，同时他们在研发中，他们也发挥着越来越大的作用。一批年轻人在各个技术部门中成为骨干和负责人，甚至连信威目前的总工程师，也是那时在博士毕业之后直接来到信威工作的。而使这样一个年轻团队能够迅速成长起来的关键是“大庆会战”的锤炼。
在信威重新起步的这个时候，大庆油田专网项目几乎成为SCDMA在困境中的惟一希望。大庆油田专网项目缘自当时大庆油田通信公司(具有在当地运营的权利)想要利用本地无线接入技术做一个本部门辖区内使用的专网无线电话系统 。当时，垄断移动通信市场的运营商中国移动全面采用欧洲的GSM系统，而垄断固网无线接入市场的运营商中国电信则全面采用日本的PHS(小灵通)系统。在这种市场条件下，大庆石油管理局通信公司是个奇怪的用户，怪就怪在在这个有人稍微表现出一点爱国精神就会被某些人跳出来指责为“狭隘民族主义”的年代，大庆人居然誓死不用日本产品，宁肯用还不成熟的SCDMA布网，也不用“小灵通”。在1999-2000年之交信威陷入危机时，信威当时的负责人提出解除与大庆油田的合同，反而是大庆方面坚决不同意——大庆通信公司经理愤怒地说：“搞这样一个方案，你们知道包含了我们双方多少的心血？！”据陈卫本人讲，这也成了他再次回国负责信威工作的一个很大的情感动力。根据参与这个工程的信威工程师讲述，大庆方面之所以没有选择当时已经在全国逐步铺开的PHS是基于东北曾被日本侵略的历史原因，但这样想了就敢于付诸实际行动的果断，难道和“铁人王进喜精神”的传统没有关系吗？
大庆油田专网项目同时也是对信威的一个重大挑战。第一，当时SCDMA正经历从无线固定接入(移动性非常有限，终端使用座机，即目前所称的R2版本)向具有一定移动性的R3版本(终端使用手机)过渡，却一下子就要用尚处于实验室阶段的新技术建立起大庆油田这样规模的网络。第二，信威公司刚刚完成公司组织上的重构，新招的大量年轻人极少实地工作经验，连一些技术人员自己都不敢确信网络真的可以建起来。
2001年3月开始的“百日会战”成为了信威历史上具有里程碑意义的一段历史，而实际上“会战”最终完满结束是在2003年春节之后的事情。由于人员有限，当时信威几乎已经把所有的研发人员都投入到了大庆项目中。这个项目是在相当艰苦的情况下开展的：大庆的冬天自然条件恶劣，冰天雪地，技术人员们一天到晚几乎都是在测试车上度过，奔波于各个基站之间，在每一个基站上爬上爬下。总经理陈卫也要爬，却因此而明白了一个道理：棉衣是档不住那里的寒风的。他曾穿上好几件毛衣，然后再穿上棉军大衣，但刚一爬上高塔，就觉得寒风从后背穿透，从胸前吹出。而信威的几个工程师曾经于冬天在一个塔上连续工作了8个小时。由于经费不足，当时测试和计算用没有足够的笔记本计算机，公司挤出钱买了两台二手的笔记本，而一位年轻的研发人员就向朋友借了一台没有电池的笔记本计算机，他再拖上一台发电机，在测试车上狭小的空间和发电机的轰鸣声中工作。这群年轻人就是在这样的工作环境中度过了2001年的所有节假日。
大庆油田专网工程给信威的新团队带来了不少难题，但也使整个技术系统得到了持续快速的改善，并锻炼了队伍。信威必须在大庆网络上第一次做出商业化运营的R3版本网络来，这就要求他们对原有的R2版本基站进行大量的改进 ，在整个网络系统中增加了塔放，并着手开发一款新的终端。实际上，虽然大庆专网的SCDMA网络在2002年建起来了，但系统开始试运行后的结果并不理想：不仅话音质量差(收听到的声音频率偏高，即声音显得尖)，而且存在多用户之间的互相干扰，致使核心技术的优势根本体现不出来，大庆的群众用户对此颇有意见。
尽管SCDMA的技术性能在理论上具有优势，但在实际应用中所产生的问题之多是在实验室环境中无法想象的，而所有这些技术问题的解决几乎都发生在大庆油田专网的工地上。例如，基站系统的MDM板(信号处理)与VCC板(语音处理)之间通讯的问题及其所导致的噪声，是两个年轻人通过在现场重新编程、当场调试解决的；对于通话中的回声问题，同样也是在现场对声码器(语音压缩解码的软件)进行改善更新、优化算法而解决的；而在理论上能够自动偏移的智能天线，在大庆的气候环境中却由于温度的原因使得天线馈线经过一段时间会产生10度角的偏差(这些情况是在书本里和实验室里绝对不会碰到的)，信威的技术人员为此开发出了一个校准通道，这个校准通道使得研发人员可以在半夜2-3点无人使用电信服务的时候停止网络的服务，通过控制较准通道来校准偏角。为了不影响网络的服务，后来又逐步发展成为一个需要短暂停止服务的自动校准系统，最后经过几年的努力，信威的技术人员终于在最近开发出了一个完全无须停止电信服务的自动校准系统(此项技术已经申请了专利)。当信威的技术人员在2003年春节期间再次到达大庆油田专网的营业厅时，大庆人已经对他们刮目相看了。随着在实战中对整个系统技术的认识加深，信威的年轻技术团队逐步成长起来，一些年轻员工在2003年逐渐成为研发团队的主力 。
但对SCDMA系统的改进仍然没有停止。随着大庆油田专网的用户越来越多(目前大庆专网已经有20万用户，而大庆当地只有64万居民)、网络越来越复杂，又不断产生了一些新的问题需要信威的研发人员去一一解决。例如，当用户和网络规模达到一定程度之后(2003年下半年)，又产生了被信威的技术人员称之为“注册风暴”的问题，即当某个基站发生意外故障而停止工作时，该基站管辖区内的用户终端就会在短期内迅速向相邻某个基站请求注册，从而造成该基站从ACC到VCC端的拥堵。由于VCC端口有限，所以短期内的拥堵造成了大量终端自动反复注册，最终造成恶性循环，系统必须通过相当长的时间才能到达新的正常状态。针对这个问题，信威的研发人员通过实地集体论证，分析了整个系统的瓶颈，进行新的数学建模并在软件上改进；在网络布局上则增加基站；在系统上则开展了“401项目”，对系统结构进行改
