3G发牌了，若干年的争端终于尘埃落定，现在再出来说3G有点扮猪吃虎的味道。本文将涉及很多官方上无法获得证实的信息，你可以当做是我的恶意的揣测或者推断，但这些确实发生过的事实。这些事实会让你发现，“技术救国”或者“爱国”除了需要实力，还需要智慧。跟着别人瞎起哄、喊口号绝对不是爱国。

(1)两大“邪教”

2000年是通信业界非常关键的一年。这一年发生了两件大事：
1、ATM无论从市场上还是人气上完败给了TCP/IP
2、3G的研发工作在全球范围内展开
虽然后者占据了绝大部分的新闻版面，但是前者更加具有深远影响。

ATM完败给TCP/IP不是一般意义上的失败。
ATM是一个非常完备的协议，它支持目前通信业界能想象得到的Qos管理和网络控制，网络有强大的故障自愈能力，网络效率也堪称一流。大家应该注意过：一个病毒能轻松搞得全球互联网瘫痪，但是你见过谁一个电话打得全球互联网瘫痪过？这是因为传统的电话网采用了接入控制。用户拨号呼叫的速度远远低于通话的速度，就算一个用户使用再牛B的自动机器，他也不可能对网络发起饱和攻击。只有在大年夜这种时候电话网络才会拥塞。这是在传统的“电路交换”领域里的技术。 ATM基本上就是在“包交换”的通信领域重现并强化了这个技术。
TCP/IP技术大家都已经很清楚了，除了免费简直一无是处。浑身都是漏洞，一个病毒就可以KO整个互联网，效率还非常低，几乎是能互联的网络技术里面最低的。
但偏偏“劣币驱逐良币”的事情就这么上演了。

提这个案例有两个目的：
1、引出本节的主角
2、后面会再提到这两种标准，先单独解释一下比较好

ATM和TCP/IP之争其实背后是ITU和IEEE两大“邪教”之间的斗争，而这两大“邪教”又分别近似地代表了欧洲和美国的电子工程师的“公会”。

(2)两大“邪教”续集

IEEE的范围其实很广，只要和电子有关的东西都和它有关。
ITU主要集中在通信方面

当然，这两个邪教之间的关系其实很暧昧。例如很多人都是在IEEE有会员资格，同时又在ITU阵营里面混。如果光从宏观的视角来看，二者则可谓泾渭分明。

IEEE有点古典浪漫主义。IEEE修订了很多标准，其中就包括TCP/IP，这些标准一般都叫RFCxxxx，其中xxxx是数字编号。很多标准上的技术都是免费使用的，使用者不需要向任何人交专利费。有些标准上的技术要收费，不过基本上都是象征性的管理费。这么一听大家似乎认为IEEE就是活雷锋了。其实不然。IEEE的标准大多数都很抽象，它们绝大多数情况下起到的作用不是促进技术发展，而是扼杀其他的“邪念”——当然这个描述仅对技术能力远远落后于主流技术的国家、地区、团体或者个人而言。IEEE的标准很少会教你怎么做，它就是告诉你“如果你做出来的东西不是这个样子的，那你的东西就不太好卖。不合理、不合适、成本太高，或者无法和相关设备兼容”。

ITU的标准一度都是要收费才公开的，上面的技术更是鲜有免费的，而且大多数都比较贵。不过ITU的标准一般都是一些公司的实验室一边做一边写的。拿着ITU的标准来做东西，相对来说容易一点。

说到这里，不能不提一个案例：
intel引进了arm的技术，制造xscale，结果被ITU的专利大棒镇压了。intel被迫把xscale卖给了另一家公司。因为xscale计划是用作智能手机的处理器，所以内部集成了一些ITU的专利技术的电路。intel并不是ITU的会员，所以ITU挥舞大棒，敲死了这个邪恶的苗头。其他拥有ITU会员资格的公司则继续用一些性价比远低于xscale的芯片来充斥市场。
此举的后果就是intel从此和ITU不共戴天。后面会提到。

(3)通信原理

本节仅列举一些和阅读后面文字有关的东西，请大家以戏说的心态对待，不要深究。

通信的本质就是做一件事:把一个串比特流以尽快的速度无错地投递到想要到达的地方。这句描述涉及到三个关键字：快，无错，地方。
而作为现代化的通信服务，还需要加一条“让每个用户能够”，加在刚刚那句话前面。

通信可以简化成如下几步。剽窃一下我的一位老师的话——就好比投篮，一群人，每个人一筐篮球，往同一个篮筐里投，想尽量多地投进去。要解决这个问题，可以从如下方面优化：
1、提高每个人的命中率
2、把篮筐做大一点
3、调度好每个人的投篮时机

把篮筐做大一点是纯粹的硬件技术——提供较高的物理带宽；调度好每个人的投篮时机是纯粹的软件技术——用户通信的调度；提高每个人的命中率则是软硬结合的技术——纠错。

说到这里不能不提一个牛X的人物——香农。以前大家对通信的认识就是：要想无错、远距离地传输信号，就必须提高信号的强度。就好像一根火柴和一个探照灯谁的光照的更远一点，这个理论很好理解。但是这就有一个不可避免的话题：要多大的强度才能发信号送出太阳系?大家计算了一下，结果令人绝望。在这个通信理论下，通信信号必须比来背景噪声要强。就无线通信来说，无线信号如果被地球磁场或者太空噪声或者电离层扰动感染了，通信不可能继续了。这个理论可以简单地划分到“发射增益”
香农这时候出来了，他告诉大家，信号不用那么强，其实可以“时间换取空间”——这就是后来的通信上的技术的一次大革命——处理增益。后面要提到的3G技术只不过是处理增益技术上的一个小小的闪光点而已。处理增益可以极大地弥补发射增益的不足，以至于即使通信信号的强度小于背景噪声，通信依然能继续。

铺垫到此结束，下面开始展开“金枝欲孽”般的狗血剧情了

(4)前戏

由于时间和精力有限以及不分散大家YY的注意力，掠过N多无关内容，同步通信技术也不在此显摆，我们直接进行两段时空穿越。

第一段，从建国穿越到90年前后。建国之后，中国的电话网简直五花八门。有的是帝国主义租界的设备，有的是蒋家的遗产，有的是鬼子侵华留下的东西，有的是国际友人送来的。在这个基础上，新中国开始了多舛的通信建设之路。这中间有一个角色分外抢镜头，那就是我们的东洋小邻居——日本。日本在中国的通信建设中起到了不容忽视的作用。一度日本援建的通信网几乎覆盖了全国，欧洲列强的通信设备仅仅作为“有益的补充”而存在。不过，在中国进入市场经济的时候，这个小邻居干了一件很不厚道的事情。日本认为市场培育已经成熟了，日本技术垄断了中国市场，于是设备开始漫天要价。此举严重刺激了中国。当时的中国做了一件绝对牛B的事情：不惜代价，彻底抛弃日本设备。为了填补日本设备之后留下的真空，一方面采购欧洲设备来应急，一面开始了自己的研发之路。这时候，一颗绝对的明星但是和本文后续内容没多大关系的公司横空出世——上海贝尔。上海贝尔研制的交换机在这个过程中起到了不可磨灭的作用。当然还有很多什么纵横交换机的厂家之类的，这里不一一列举。值得一提的时候，这时候的华为开始以欧洲设备代理和维修商的身份出现了。

第二段，这一段穿越其实和第一段时间上是接续的，不过领域不同。第一段是固话领域，这一段是无线通信。最开始商用的设备现在30岁以上的人应该还记得。那时候叫大哥大，我见过的最便宜的18000一台，每个月通话费好几百(大米那时候才几毛钱一斤)，而且还经常没信号。拥有那个东西绝对是身份的象征，港片里面的黑帮老大都有一个专门的小弟来负责大哥大，砍人PK的时候他都不用出场的。这东西贵，主要是因为频率利用率低(这时候还有个东西叫传呼机，和本文核心内容无关，忽略之)。这就是1G，其技术主要来自于美国的摩托罗拉。1G时代让摩托罗拉赚得盆满钵满。这时候的摩托和中国朝廷都在想一件事：如何保证这种方便的通信全球覆盖。摩托和中国同时想到了天上。铱星计划和中国卫通就是这两个想法的产物。不过这同样和本文核心内容无关，读者只要记住“美国”“摩托罗拉”就足够了。
就在摩托high到爆的同时，欧洲酝酿着一次“政变”。这次“政变”采用的是万古不变的“劣币驱逐良币”法则。摩托的铱星计划固然好，但是太贵了，而且容量相对来说有限。采用铱星通信，费用不便宜，而且不能保证每个人都用上。因为铱星计划的实质就是把交换机和基站都放在卫星上，要扩容就只能不停地放卫星或者修改卫星(现在知道宇航局的那些航天飞机是准备干嘛的了吧)。欧洲人就想：老子和1G一样把交换机放在地上不就可以了吗?反正地上成本低，到处建基站来保证通信覆盖也不会比发卫星贵。实践已经证明这是一次成功的甚至是优秀的政变。手机成本一下子降到了4000左右，通话成本降低程度和手机成本差不多。到处建基站是通信公司的事情，用户并没有感到特别的压力。最开始的用户都是城镇居民，信号覆盖到城镇；而接着农村居民也能用得起手机了，信号覆盖也就到了农村，过渡得很平滑。移动和联通都是用的欧洲的2G标准。最先频率只用900M，后来扩容用1800M，于是就有了“双频手机”。美国被这股大潮冲得措手不及，后来被迫使用2G的时候才发现频率被别的应用占了，于是勉强分了个1900M的频段出来。这时候说手机牛X都说“这是三频手机”——如果你不经常出差到美国，这第三频你永远都用不上。

通过这两段穿越我们不难发现，欧洲和中国在对抗日本帝国主义和美帝国主义的技术讹诈和封锁上始终战斗在一个战壕里面，结下了深厚的战斗友谊，并培育了一大批后来卓有影响力的公司。欧洲的ITU教派在这期间茁壮成长了起来。

(5)暗流

中欧之间无论是固网上血战日本帝国主义还是和美帝国主义在1G和2G的问题上死磕，总的来说是合作的、积极的，但中间也有暗流、逆流——这就是专利费。
2G的专利费敏感事件主要发生在两个时期：第一个时期是刚刚开始布网，欧洲的一小撮保守主义分子不肯放弃榨取高额利润的机会，卖给中国的设备都很贵。这时候我国采取了灵活的斗争策略——引入摩托罗拉，同时自主研发；第二个时期是国内的2G设备制造厂家开始往国外卖设备。欧洲的中间派都受不了了。这时候我国采用的是合作策略：中国卖核心设备和制造手机给欧洲贴牌，而欧洲主要卖利润丰厚的接入设备，利润基本上五五开。
我国充满艺术感的斗争策略成功化解了中欧阵营的内部矛盾，保证了2G的顺利推广，真正做到了“全球通”。

(6)第二次前戏(无线通信的一些重要技术名词)
我已经有点迫不及待地想展示给大家一个完美的高潮了，但这时候我突然发现前戏还没做够。这段前戏不做，直接影响到高潮的效果。这段前戏就是无线通信上的一堆技术名词。

调制和解调
交织
校验
卷积
信道编码
信元编码
加密
跳频
直扩频

调制和解调就是指用模拟信号来承载数字信号和其逆过程
交织指的是一个比特矩阵，横存竖取
信元编码指的是把一个直接编码成一个独特的比特序列，避免传输的时候发生错误
校验指的是一种发现错误的技术
交织、信元编码和校验配合起来保证无错传输
加密和信道编码其实是协议栈的内容，因为说了信元编码，就顺便说它，其实无关紧要。
调频指的是一次物理传输是在一组无线电波上按照预先设定的序列变换。例如当前有8个频率，每个人用一个，这时候有个干扰信号干扰频率1，则频率1的用户不能通信了。但是有个办法可以保证通信的公平性：把每个频率的每秒分成8个时隙，每个用户按照某个序列轮流使用各个频率，这样用户1就可以得以继续通信。原理就是这样，实际的做法和这个描述有差别。

为何无线通信有这么多乱七八糟的东西呢？因为干扰。无线电波的反射、折射产生多径干扰，还有其他干扰源的存在等等。2G时代抗干扰还用到了向量机分技术，提一下，不细说。

不难看出，无线通信是相当不容易的，简直多灾多难、苦大仇深了。
很遗憾，我们的高潮就要建立在这之上，虽然充满了SM的味道，但不失为一种完美的高潮。

(7)小高潮

同志们，朋友们，我们终于到G点了！！！上一节提到的“直扩频”就是3G的核心技术。
所谓直扩频，可以这么理解：以前的调制解调，是将数字信号调制到模拟信号上，或者其逆过程。直扩频则是将数字信号先“调制”到一个名叫“扩频序列”的方波上，然后再调制到模拟信号上；接收方先解调，然后用扩频序列对收到的方波进行逆运算，就可以获得所需要传输的信号了。这样做有什么好处呢？好处大了！！

因为这一做法实现了如下的好处：
1、通信可以用低于背景噪声的能量进行。以前谁要当无间道，用无线电传输信号很容易被抓到。弄个天线搜信号，没有备案的频率就是敌特分子的。抓住了先打一顿再封个官，啥都招了。现在不行了，通信比背景噪声还低，天线去搜索搜到的全是雪花。
2、可以同时进行加密。如果你拿不到扩频序列，你看到的就是一堆杂乱的方波
3、扩频序列同时可以起到分割信道的作用，也就是所谓的码分多址CDMA。

由于扩频是数字世界的东西，暂时我们就不讨论模拟世界了，直扩频可以用如下的例子来描述一下：
以前比特1是用方波的高电平表示的，而比特0用低电平表示。这样做有个很大的坏处：如果一旦被干扰，本来要发射1的时候遇到个同频率的低电平，那就挂了，对方收到的是一个奇怪的信号。为了确保对方收到1，要么发个很高的电平过去，让一般的小杂散信号干扰不了，要么发个很长的信号，例如：老子规定1分钟的高电平表示1，1分钟的低电平表示0。一般的干扰信号不会这么执着地干扰一分钟吧。
现在的处理方式是，我用一个128位的1001001……表示1，用128位的011011011011……表示0。表示完之后，这个数列串照样要经过前面说过的交织、校验、卷积过程。对方收到这个串的时候，认不出来的可能性就可以小的忽略不计了。直扩频的其他用途和范例不专门解释，因为和高潮无关。

不难看出，直扩频是以海量的计算为基础的，比特翻译成方波的时候是计算，逆过程还是计算。翻译的过程也是要计算的。这种用计算来获取的抗干扰能力就是所谓的“处理增益”。

这种技术其实并不新鲜了，二战时候美军就用过，所以美军用无线电大规模调兵的时候，鬼子们根本都不知道，他们还在想“美军估计死光了吧，无线电信号都没有了”。但是那时候的技术有限，所以只能用来组局域网。而且大规模的计算都是通过电路来实现的，别说当时的电路技术了，就是2G时代的电路技术，都无法把当时的技术做的能够商用。

因为解扩频的计算量非常大，而且是一个需要反复“猜谜”的过程。

这是应用数学上的一个议题。其实要说难也不算特别难，只不过大部分数学家懒得去考虑这个问题罢了，反正是军方要用的东西，让他们掏高价买也是应该的。这时候出现了一个小青年，他设计了一个算法，能“很简单”地完成这个过程。这使得CDMA低价制造和大规模商用成为可能。这个小青年旋即注册了一个名叫高通的公司，开始了其淘金生涯。

这个算法是一个实际上无法绕过的专利，只要做码分多址，就不可避免地要用到这个专利。高通公司后来围绕这个核心，收购、抢注了一大批其他的小专利。按照专利法，任何人想制造CDMA的商用设备，高通都能收取最高达46%的专利费。如果全球的3G值10000亿美元的话，高通可以攫取4600亿，高通老总富可敌国。

(8)第一次高潮之后，我们需要稍稍休息一下，为更大的高潮做好准备，我准备了两段插曲

插曲1  专利费
专利费是个很邪乎的东西，“X流的企业做X……一流的企业做标准”的说法甚嚣尘上。有了标准，就可以像高速公路入口那样设个小房子天天“空调吹吹过路费拿拿”。但是专利费的所有交易却并非都是如此的。如果一个人需要用一项自己不具备的专利，通常可以通过如下合法手段：
如果不是商用而是研究和教学用途，一般都可以随便用；
购买使用权或者直接买断；
专利交换；
合作开发；
市场交换；
产品交换。
总之就是：可以直接付钱，也可以通过其他的对方可以接受的等值交易。

插曲2  软交换
在无线通信还不是很发达的时候就有人开始YY一件事：如何能让电脑上直接打电话到固定电话上。也就是所谓的IP电话。这个听起来很简单，但是做起来就不容易了，因为这需要在固定电话网上淘个洞，还得充分考虑如何不让计算机病毒去搞垮电话网。
这个时候各个通信设备生产厂家都推出了自己的白皮书，这一功能被冠以五花八门的名称，什么NGN，下一代互联网，多网融合……但本质都是一样的。而且这些白皮书毫无疑问都是用来描绘蓝图的，而不是用来直接作用于工程的。
ITU为此设计了H323和MGCP协议族，分别用来控制媒体中断和媒体网关。这时候的典型产品就是电话会议系统，和windows上自带的那个界面巨简单的windows messenger。
然后，IEEE也加入进来了。IEEE发布了SIP白皮书。不同于长篇累牍的H323和MGCP协议族，SIP只有简单的5个原语(后来可能扩展到7个甚至更多，但是总的说来还是少的)，以及30来个相当松散的参数加上一个同样简单得离谱而且可以随便乱改的SDP子协议族。
毫无疑问，这是IEEE对ITU的有一次绝杀。SIP出来不到两年，ITU阵营的N多厂家就在光天化日之下和IEEE苟合了。SIP的设备很快就全面取代了H323和MGCP。

(9)三大标准

高通高调地宣布CDMA的专利的时候，美国的1G已经完败，ITU的2G风风火火闯5州，让高科技领域有洁癖的美国人很是郁闷。憋了良久之后，高通终于发布了其基于CDMA技术的2G方案。这是一个美国式的面子工程，在美国都没啥人用——道理很简单，通信必须互通互联和低成本漫游。一个欧洲人去美国玩几天就需要买个手机否则不能打电话，这是完全不可接受的。所以美国的2G最终采用了1900M的GSM，这也是无奈之选。况且这时候的GSM已经很便宜了，而重新研发CDMA会很贵。最后，韩国人出面来接下了这个烫手的山芋。当然，我朝僖宗后来为了照顾一下江河日下的美帝国主义的情绪，购进CDMA技术让联通普及之。联通半推半就地搞，结果基本上把自己搞破产了。
但是不管怎么样，在大家都拿3G说事的时候，高通还是站出来了。高通修改了CDMA的一些东西，把它升级能达到3G要求的水平，这就是高通的3G方案。N多叫法，反正就是现在中国电信正在发展的那一套。

第二个方案就是WCDMA了，这是一个从2G演进过来的标准。基本上可以理解成一群人试图把2G的网络改成达到3G水平的网络，改来改去，最后就形成了 WCDMA标准。最初设定的骨干网和2G有很大的相似之处，不过后来的新标准把最初的定稿又改得面目全非了——这是后话。有一点是肯定的，WCDMA要想做得便宜实用，绕不开CDMA的专利。 (Dreamcode)