業內人士解密:5G為何採納華為的Polar碼?

2021-01-10 電子產品世界

  Polar碼被採納為5G eMBB場景的控制信道編碼,這兩天連續被這條消息刷屏,連吃瓜群眾都直呼好爽。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201611/340566.htm

  然而,隨著媒體報導的持續發酵,真相在口口相傳中變了形,不乏誇大不實之嫌,小編終於坐不住了,也想吐露點心裡話,希望儘可能站在客觀的角度,在這個浮躁的世界裡發出一點微不足道的聲音,一個通信工程師的聲音。

  事件經過我們再回溯一遍…

  2016年11月14日至18日期間,3GPP RAN1 #87會議在美國Reno召開,本次會議其中一項內容是決定5G短碼塊的信道編碼方案,其中,提出了三種短碼編碼方案:Turbo碼、LDPC碼和Polar碼。

  關於這三種編碼方案之爭,這已經是5G標準的第二次較量。在2016年10月14日葡萄牙裡斯本舉行的會議上,LDPC碼戰勝了Turbo碼和Polar碼,被採納為5G eMBB場景的數據信道的長碼塊編碼方案。

  在這個背景下,這一次關於短碼塊編碼方案的爭論更為激烈。因為LDPC碼已經拿下一局,出於實施複雜性考慮,整個移動通信系統採用單一的編碼方案更利於5G部署,比如,3G和4G採用的是Turbo碼,估計會有更多人支持LDPC碼。

  這樣一來,主要由美國企業主導的LDPC碼有可能一統5G天下,而華為等中國企業主導的Polar碼將前功盡棄。

  由於拋棄Turbo碼的呼聲較大,在上次會議失利之後,可以說Turbo碼基本大勢已去,本次5G編碼之爭最終演變為Polar碼和LDPC碼之間的拳擊爭霸賽,一場中美拳擊爭霸賽。

  最終,經過連續熬夜的激戰後,Polar碼終於在5G核心標準上扳回一局,成為5G eMBB場景的控制信道編碼方案。

  

 

  自此,經過兩次激戰,在5G eMBB場景上,Polar碼和LDPC碼二分天下,前者為信令信道編碼方案,後者為數據信道編碼方案。Polar碼和LDPC碼一起歷史性的走進蜂窩移動通信系統,而在3G和4G時代陪伴我們多年的Turbo碼再輸一局,留下了落魄而孤寂的背影。

  這確實是一個令人振奮的消息,如果說用力挽狂瀾來形容,我覺得並不為過。

  這對於主導Polar碼的華為和中國企業絕對利好,畢竟,多年在Polar碼上研發投入終於有了盼頭。

  但是,我們看到有些媒體的報導,恕我直言,太過浮誇。

  1、不是「拿下5G時代」

  在5G eMBB場景上,Polar為信令信道編碼方案,LDPC碼為數據信道編碼方案,最多叫平分秋色。同時,後面還有很多路要走。

  我們在前文中提到的eMBB場景不過是5G應用的其中一個場景。3GPP定義了5G三大場景:eMBB,mMTC和URLLC,eMBB對應的是3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業務,mMTC對應的是大規模物聯網業務,而URLLC對應的是如無人駕駛、工業自動化等需要低時延高可靠連接的業務。

  本次採納的編碼方案是針對其中eMBB場景,後續還將決定URLLC場景下的信道編碼方案,最後再決定mMTC場景(估計在2017年第一季度)。儘管此次採納Polar碼為後續標準話語權打下了堅實的基礎,但革命還未成功,同志仍需努力。

  2、Polar碼不是華為的,LDPC也不是高通的

  這要從信道編碼的歷史說起。

  Turbo碼是由法國科學家C.Berrou和A.Glavieux發明。從1993年開始,通信領域開始對其研究。隨後,Turbo碼被3G和4G標準採納。

  LDPC碼是由MIT的教授 Robert Gallager在1962年提出,這是最早提出的逼近香農極限的信道編碼,不過,受限於當時環境,難以克服計算複雜性,隨後被人遺忘。直到1996年才引起通信領域的關注。後來,LDPC碼被WiFi標準採納。

  Polar碼是由土耳其比爾肯大學教授E. Arikan在2007年提出,2009年開始引起通信領域的關注。

  簡而言之,信道編碼是數學家們原創出理論,通信就是跟著數學家們跑,在他們的理論基礎上不斷研究試驗,使之落地於實際應用。

  為什麼有些公司力挺Polar碼,有些公司力挺LDPC碼?這就像下賭注,看中了某種編碼技術,就開始對其研究,一旦賭贏了,那麼我的研究成果就能快速落地應用,一旦輸了,只能從頭再來。比如,華為選擇了Polar碼,5G也選擇了Polar碼,這就意味著華為在5G領域更具影響力。當然,在研究中,一定也積累了不少專利。

  所以,儘管這次Polar碼贏了,但個人以為,媒體們不能因為太過興奮而忽略了數學家們的貢獻,更不能張冠李戴,有些東西是沒有國界的。


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    本次採納的編碼方案是針對其中eMBB場景,後續還將決定URLLC場景下的信道編碼方案,最後再決定mMTC場景(估計在2017年第一季度)。儘管此次採納Polar碼為後續標準話語權打下了堅實的基礎,但革命還未成功,同志仍需努力。 2、Polar碼不是華為的,LDPC也不是高通的 這要從信道編碼的歷史說起。
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    其實主要還是以華為與高通之間的競爭展開。華為代表的是Polar的短碼技術,而高通代表的LDPC的長碼技術。從技術來看,華為5G標準具有無可比擬的技術性優勢,而高通主要在於穩定性強,該技術發展時間也比較長久。根據投票來看,要是誰能獲得5G標準的認可,未來全世界都要向他交納專利費。尤其是華為作為中國企業,其5G投入非常巨大。
  • polar碼非華為標準 LDPC才是中國企業後發先至的法寶
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