淺談極化碼與5G技術

[導讀]最近土耳其比爾肯大學的阿里坎教授造訪華為總部，受到了極為隆重的歡迎，不少媒體也給了跟蹤報導。

　　最近土耳其比爾肯大學的阿里坎教授造訪華為總部，受到了極為隆重的歡迎，不少媒體也給了跟蹤報導。不少人可能會有疑問，這位教授是何許人也，能得到如此厚待。阿里坎在通信界被尊稱為「極化碼之父」，他在2008年提出了「極化碼」，得到了華為大力支持，是5G通信的基礎技術。現如今5G技術很火，幾大運營商也都展開了5G的測試工作，但實際5G的標準仍沒有確定下來，負責5G通訊標準技術的組織3GPP，3GPP由16個工作組組成，負責制定終端、基站和系統端到端技術的標準規範。3GPP正在討論R16標準的內容，R16可以看作5G最終版本標準，等到它完成並凍結之後，5G才將實現全面商用，預計時間是2020年3月，那個時候形成的5G標準才是完整的5G標準。從2G到4G標準制定中，幾乎很少看到中國參與的身影，這使得中國的通訊企業不僅要繳納大量專利費，還因為技術不過硬，面臨艱難的市場競爭地位。隨著中國通信業的發展，漸漸掌握了一些核心技術，直到5G標準的來臨，中國有了翻身機會。現在，中國已經有幾十家企業或機構成為了3GPP的夥伴，包括設備商華為、中興、大唐、普天、晶片製造商海思、展訊等，手機廠商VIVO、OPPO、努比亞、酷派、小米，運營商中國移動、中國聯通、中國電信及中國信通院等。

　　極化碼正是華為一直在積極倡導的5G技術，在極化碼的技術研究上投入了數十億美元，技術上已處於領先地位，擁有大量專利，能夠基於現有技術很快推出商用產品，試想若是標準落在別人手中，就需要按照人家的標準來設計產品，自然慢人半拍，而且還需要交大量的專利使用費，在市場競爭中處於劣勢，難以翻身。其實，在3G的時代，我們也推出了TD-CDMA技術，可惜的是全球只有中國及少數幾個國家採用了這一3G技術，和歐美的3G技術在市場使用範圍上無法相比，這使得TD-CDMA技術也發展得不夠快，中移動的3G網絡沒有了在2G時代的大幅領先優勢，現在中電信CDMA2000和中聯通WCDMA技術，獲得了不少原來移動的用戶。到了5G，這種情況應該會有所改觀，中國的通信技術已經不再局限於國內，在國際通信舞臺上也有了自己的位置。華為已經成為世界最大的移動通信設備製造商，中興是世界第五大移動通信設備製造商，在全球的移動通信市場上佔據了半壁江山，它們的5G技術研究也走到了世界前沿，引領未來通信發展的方向。俗話說：「三流公司賣產品，二流公式賣方案，一流公司賣標準」，非常符合市場現實，只有掌握了行業的標準，才能獲得超過50%的市場份額和利潤，這樣的公司永遠在市場上富有競爭力，不會被拉入價格仗的隊列中。縱然。不少公司為了獲得訂單通過價格戰打得焦頭爛額，擁有技術標準的公司則通過專利許可也可以大賺它一筆，就比如賣手機的，大部分賣手機的企業都需要向高通支付專利費，而且是按照臺數交的，賣的越多，需要繳納的專利費就越多。

　　通過前面的介紹大家知道了，極化碼是5G技術信道編碼技術之一，說是之一是因為還有Turbo碼和LDPC碼，三種編碼都有可能成為5G的技術標準。Turbo碼是3G和4G時代使用的標準，陣營代表是Orange和愛立信，由於4G最大速率不過1Gbps，Turbo碼還能應付，但遇到更高速率5G時就遇到了瓶頸，所以在5G標準上，Turbo碼獲得的支持很少，5G基本就成了LDPC碼和極化碼的戰爭。LDPC碼是傳統通信標準巨頭高通提出來的，其實LDPC碼在1963年就被人提出了，一直未受到重視，直到1996年，在Turbo碼的基礎上對LDPC碼重新進行了研究，發現其具有逼近香農限的優異性能，並且具有解碼複雜度低、可並行解碼以及解碼錯誤的可檢測性等特點，很快成為了信道編碼理論新的研究熱點。很快LDPC碼就在5G標準的爭鬥中佔得先機，成為5G eMBB場景數據信道的數據信道編碼標準，LDPC陣營代表是高通、諾基亞、英特爾和三星。極化碼也不甘示弱，很快在2016年11月，正式成為5G eMBB場景的控制信道編碼標準，極化碼陣營代表就是華為。當年這則消息著實讓國內的媒體興奮一番。在5G eMBB場景中，高通和華為各拿一局，成為5G標準的代表。根據陣營代表不難看出這其實是一場美、歐、中三方角力的通信標準之爭，歐洲Turbo碼已經走向沒落，美國LDPC仍是宇宙中技術最強一方，中國極化碼成為了挑戰者的角色。有人會有疑問，不是說5G標準還沒出臺嗎，怎麼就已確定了LDPC和極化碼為標準。是因為eMBB只是5G的一個應用場景，5G包括eMBB、mMTC和URLLC三個場景。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。極化碼只是成為了eMBB控制信道編碼標準，還有兩大場景的5G標準懸而未決。所以，極化碼能成為eMBB場景的控制信道標準，此時就認為華為贏得了5G的戰爭還維持尚早，準確地說是只取得了5G標準1/6的勝利，後面還有兩大場景標準虛位以待，讓我們看極化碼能否取得更大的成功。

　　前段時間的中興事件讓人難以忘記，缺乏核心技術競爭力，就要被人牽著鼻子走，我國已經到了必須解決缺芯問題的時候了。在通信領域也是一樣，我國再也不能僅作為一個製造者的身份出現，要在標準領域博得頭籌，更有話語權。未來的國家戰爭就是技術的戰爭，誰擁有核心技術，誰就最可能贏得戰爭，成為真正的世界強國。