 周末这几天通讯圈好不热闹，“华为领衔 拿下5G标准”的欢呼雀跃与“Polar不是华为 LDPC不是高通”的冷静并存，刚刚商用不到两年的4G（LTE）又迎来了大升级的，经历了1G/2G的吃瓜群众、3G的搅局和4G的并举，5G标准的话语权争夺眼看着就要开始了。Polar码被采纳为5G eMBB场景的控制信道编码方案，与其说是万里长征的第一步，不如说在3GPP的组织下，世界各地的厂商、运营商，已经同意在“Polar”这个赛场举办5G这届比赛而已，距离比什么、如何判定输赢等事宜敲定还很远。 什么是5G 字面上讲，5th Generation移动通讯技术，是下一代移动通讯技术。我们现在正在使用的4G通讯也叫LTE（Long Term Evolution，长期演进），其定义的基本特性包括100Mb/s下行、20Mb/s上行速度，随着其更新版本所谓4.5G的LTE-Advance Pro确定，网络性能达到300Mb/s下行和75Mb/s上行水平，延时20ms。 随着移动通讯应用领域的不断拓展，5G不仅瞄准了速度这一个维度，同时也定义了可靠性、低延时等多个使用场景，3GPP定义了5G三大场景：eMBB，mMTC和URLLC，eMBB对应的是3D/超高清视频等大流量移动宽带业务，mMTC对应的是大规模物联网业务，而URLLC对应的是如无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务。 简单来说，eMBB是普通消费者所熟悉的“手机”使用场景，而10月14日和11月18日两次3GPP会议的主要成果就是，分别确定了高通领衔推荐的LDPC编码方案为数据信道编码方案，而华为领衔推荐的Polar编码方案为信令信道编码方案，欢呼声就来自后者。冷眼者的对Polar拿下信令信道编码的不屑在于速率问题，数据传输和信令传输使用频度与传输带宽不在一个数量级上，但仅以此否定Polar的成功也未免偏颇。应该说，两种编码方案同时进入同一通讯标准可谓史无前例，其中恩怨故事稍后再讲。 除了eMBB，mMTC和URLLC的相关标编码准确定工作要延续到2017年，所有编码方案依次确定后，才会开始相关技术细节的探讨和标准确定工作。因此从这个角度来看，从5G标准开始制定、完成、颁布到商用部署，还有数年的里程要走，最最乐观，也是LDPC激进进入5G标注争夺的说辞之一——将5G应用于2020年东京奥运会。  编码争夺 Turbo、LDPC和Polar，都是相当晦涩的技术词汇。技术没有国界，但使用技术的厂商却有着国别。3G和4G技术使用了非常成熟的Turbo编码，它是由法国人克劳德 (Claude Berrou)所提出，这样的渊源也成为以爱立信为代表的欧系通讯巨头使用它的原因。不过，随着4G时代的速度提升，Turbo的缺陷也逐步显露出来：Turbo在某些码长和码率组合下， 特别是在短码情况下会出现性能衰减，即编码学里的地板效应（error floor)，这一不足影响了它在低时延高可靠性传输业务（URLLC）里的使用。更新版本的Turbo 2.0改进了这一不足，甚至短码性能比LDPC更出色。 LDPC（LowDensity Parity Check Code，低密度奇偶校验码）由Robert G.Gallager提出，高通主导的CDMA技术家族采用这一编码技术。从2G时代开始，CDMA开始挑战欧洲主导的GSM技术，然而应者寥寥，只有韩国、日本部分和美国的Verizon等运营商采用，升级3G到CDMA 1x EVDO后，性能和接受度上更是被GSM的升级版本WCDMA甩出几条街。因此在4G标准竞争中，LDPC败下阵来，Turbo成为行业标准。LDPC并非完全没有被应用在4G标准中，产品就是由英特尔所推出的WiMAX，但是一边是WCDMA的再升级LTE FDD，一边是崭露头角的TD-LTE，WiMAX先天不足、夭折于实验室。 2007年，土耳其教授E. Arikan提出了Polar码，被称为是迄今发现的唯一一类能够达到香农限的编码方法。简单的说，通过香农定理计算出的香农限，是无线带宽和信噪比的极大值，优化编码都是为了达到这一水平。  争取更多的朋友 Polar并非华为的技术，只是由它所牵头，并占有目前相关专利70%，海峡两岸企业及科研机构参与的5G方案建议组采用了此编码技术。浓浓的中国味，令长期垄断移动通信技术的前和现巨头们非常的不爽，Turbo 2.0落寞5G后，其拥趸爱立信毫不犹豫地加入LDPC就是背后标准及利益竞争的体现。 前有TDS-CDMA，后有TD-FDD，作为全球最大的移动通讯市场，中国企业却难有话语权，只能在大标准已经成型的基础上，借助市场优势“蹭”进标准，而底层技术和专利的缺失，缺乏话语权的根本。 之所以选择Polar，正是能通过这样一项更出色的新技术，推动行业发展甚至洗牌。与之相对，把控要冲的高通们，自然也不会将利益拱手相让，未来的竞争将更加激烈。从好的方面讲，能够在底层编码上有所突破，进入基础通信框架协议领域，从完全受制到能与欧美技术寡头分庭抗礼，已是向前的一大步。不过，高通主推的LDPC码最终被确定为5G的中长码和短码数据信道的编码方案，因此说高通才是这次大赢家，华为只是获得了部分话语权，仅限于短码信令标准领域。 除了自身所拥有的10多亿用户、大中华区的广泛迟迟、走出国门的众多设备，在5G标准竞争中我们还需赢得更多朋友的支持，如多运营商、更大量的用户和有话语权的通讯企业等。 目前加入Polar阵营的企业院校包括：中兴，vivo，OPPO，小米，阿里巴巴，联想，中国联通，中国电信，中国移动，大唐电信，展讯，中国移动研究院，信威通信，酷派，宏基，联发科技，台湾国立大学等。 图为Polar方案的共同提出者。 本文中部分图片摘自互联网，图片有版权但尚未找到版权人，请版权方与我们联系。 |
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