铁路通信论文：铁路通信专利请示透析

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作者：王欣李刚冯美玉单位：国家知识产权局

笔者检索到的涉及GSM-R系统、向非中国国家局提出的专利申请共计89件，其中美国专利申请49件，德国专利申请28件，日本专利申请13件，法国专利申请15件，加拿大专利申请6件；涉及GSM-R系统、向中国国家局提出的专利申请共计61件。从图1可以看出，我国GSM-R通信技术的专利申请量，目前居于各国之首，这同时也验证了伴随着高铁在我国的飞速发展，相关的通信领域专利申请量也随之迅猛增长。在GSM-R的国内申请中，其中北京交通大学申请27件，上海新干通通信设备有限公司、北京市华铁信息技术开发总公司、天津通信广播集团有限公司、中国南车集团株洲电力机车研究所（株洲时代集团公司）等16家公司联合申请4件，中国北车股份有限公司申请4件，居于申请量的前3位。从上述申请量数据可以看出，北京交通大学在我国GSM-R研究领域处于绝对领先地位，具有强劲的科研实力，并掌握了大量的先进技术。在国内GSM-R申请中，以国际专利分类号(IPC)进行划分，涵盖了无线通信网络、数字信息的传输等多个技术领域。该领域国内申请的态势分析图3给出了GSM-R领域的国内专利申请的逐年变化情况。2003、2004年，GSM-R领域的国内申请均只有1件，2005年迅速增长到7件，2006、2007年出现回落，各只有4件和2件，2008年开始，再次恢复到8件，2009年猛增到18件，2010年也达到12件，截至本文撰写时间，2011年已公开8件。需要说明的是，由于专利技术公开的滞后性，发明专利申请一般在距申请日18个月之后公开，所以一些新近的专利申请可能还处于未公开状态。国内GSM-R专利申请，在2003年之前几乎为空白。从2003年开始，陆续出现。目前检索到的最早有关GSM-R的专利申请是华为技术有限公司于2003年9月19日提出的名为“线性覆盖网络中的小区切换判决方法”的专利申请，申请号为03159634.7。从专利申请的角度可以看出，2000底铁道部确定利用GSM-R技术建设全路通信网络，极大地推动了GSM-R技术在我国的发展，并直接导致GSM-R专利申请的从无到有，甚至飞速增长。其中，以北京交通大学为代表的科研机构，纷纷在GSM-R通信系统的研发领域迅速成长起来，推动了国内GSM-R系统的研发高潮。

专利视角下的GSM-R通信技术发展早在1993年，欧洲铁路综合无线增强网络规范组织(EIRENE)选定GSM-R系统，作为最适合于铁路应用的下一代通信系统，并在1995年得到国际铁路联盟(UIC)的认可。随后，GSM-R在欧洲就开始被广泛研究。纵观国外GSM-R专利申请，申请人也主要来自GSM-R的发源地——欧洲。如2000年8月11日，德国曼内斯曼公司提出的申请号为DE20001041509、公开号为DE10041509A1、名称为“考虑在源点经过适当的网络发送的接入通信请求的安全关联和紧急性后发送可操作信息”的发明专利申请，该申请中利用已有和新出现的通信系统如GSM-R移动无线网络。如2003年6月2日西门子有限公司提出的申请号为EP20030090168、公开号为EP1376940A1、名称为“数据传输方法”的发明专利申请。再观国内，GSM-R通信系统领域，以北京交通大学为代表的大专院校等科研结构占有绝对的领先地位。在铁道部决定在中国铁路全面采用GSM-R技术建设铁路综合移动通信网之后，2003年1月，西门子公司在北京交通大学成立了国内第一个GSM-R实验室。自此，北京交通大学作为国内GSM-R通信系统测试、研发的领军人物，推进了GSM-R通信系统在国内的测试、研究和国产化。在GSM-R领域，北京交通大学拥有27项专利申请，涵概GSM-R系统的测试、越区切换、动态语音组呼、频率规划、数据传输等多个方面。例如，北京交通大学于2009年3月10日提交的申请号为200910079424.0、名称为“一种在动态组呼区域内增加和删除小区的方法”的专利申请，主要针对GCR和MSC之间的接口上的信令进行优化，增加了动态语音组呼内填加新语音组呼小区ADDVGCSLEGS和删除旧小区MOVEVGCSLEGS两条相关信令，并详细说明了信令的信元和格式，以便更好地支持动态组呼业务中的动态组呼区域功能。再比如，北京交通大学于2009年5月26日提交的申请号为200910085588.4、名称为“GSM-R双层网络均匀分担方式下的切换排队策略”的专利申请，公开了移动通信技术领域中的一种GSM-R双层网络均匀分担方式下的切换排队策略，该发明有效地利用了网络资源，提高了呼叫切换的有效性和铁路运营的可靠性。但值得注意的是，作为我国铁路龙头企业的中国北车股份有限公司和中国南车股份有限公司，在GSM-R领域，只有中国北车股份有限公司拥有4件专利申请，中国南车股份有限公司并无涉足。出于安全性考虑，铁路通信长期采用无线列调技术，保证列车安全无误地运行。但是随着旅客对通信需求的不断增加，集中在“小三角（车站值班员、列车司机、运转车长）”和“大三角（行车调度员、车站值班员、列车司机）”通信的无线列调系统根本不能满足旅客的需要。所以，开发能够提供更多业务的通信系统势在必行。但由于之前采用何种通信制式服务于铁路通信一直没有定论，因此，相关的深入研究并未大规模展开。直到2000年底，铁道部确定采用GSM-R作为服务全路的通信系统，各科研机构、研发公司才开始投入GSM-R通信系统的研究和开发。但是，专利申请量并不高，需要更多的研发机构加入，以促进其真正蓬勃发展。在众多的GSM-R国内专利申请中，也不乏一些亮点申请。如，针对GSM-R线性覆盖的特点，我国的华为技术有限公司提出的申请号为03159634.7、名称为“线性覆盖网络中的小区切换判决方法”的专利申请，通过检测并计算移动台当前发射信号频率的频偏获取移动台的移动方向，缩短了切换判决时间，保证了移动台在快速移动时，不会发生乒乓切换。该技术已经在华为技术有限公司的GSM-R相关产品中得到应用，获得了良好的技术效果，使其市场竞争力得到进一步加强。

在GSM-R通信系统领域，虽然我国专利申请量占据各国之首，但是GSM-R相关核心技术还多数掌控在外国公司手中。随着我国高速铁路的迅猛发展和国产化进程加快，极大地推动了国内GSM-R的研究，也使该领域有着前所未有的巨大发展空间。国内研究机构应紧紧抓住这一机遇，将产业和研究紧密结合，在提高自主创新能力的同时，进一步扩大产业化，推出更多具有自主知识产权的产品，增强民族产业的竞争力，从而在打开国内市场的同时，迈出国门，将“中国制造”推向世界。