浅析极化码与5G技术

2018-08-14 11:49

最近土耳其比尔肯大学的阿里坎教授造访华为总部，受到了极为隆重的欢迎，不少媒体也给了跟踪报道。不少人可能会有疑问，这位教授是何许人也，能得到如此厚待。阿里坎在通信界被尊称为“极化码之父”，他在2008年提出了“极化码”，得到了华为大力支持，是5G通信的基础技术。现如今5G技术很火，几大运营商也都展开了5G的测试工作，但实际5G的标准仍没有确定下来，负责5G通讯标准技术的组织3GPP，3GPP由16个工作组组成，负责制定终端、基站和系统端到端技术的标准规范。3GPP正在讨论R16标准的内容，R16可以看作5G最终版本标准，等到它完成并冻结之后，5G才将实现全面商用，预计时间是2020年3月，那个时候形成的5G标准才是完整的5G标准。从2G到4G标准制定中，几乎很少看到中国参与的身影，这使得中国的通讯企业不仅要缴纳大量专利费，还因为技术不过硬，面临艰难的市场竞争地位。随着中国通信业的发展，渐渐掌握了一些核心技术，直到5G标准的来临，中国有了翻身机会。现在，中国已经有几十家企业或机构成为了3GPP的伙伴，包括设备商华为、中兴、大唐、普天、芯片制造商海思、展讯等，手机厂商VIVO、OPPO、努比亚、酷派、小米，运营商中国移动、中国联通、中国电信及中国信通院等。

极化码正是华为一直在积极倡导的5G技术，在极化码的技术研究上投入了数十亿美元，技术上已处于领先地位，拥有大量专利，能够基于现有技术很快推出商用产品，试想若是标准落在别人手中，就需要按照人家的标准来设计产品，自然慢人半拍，而且还需要交大量的专利使用费，在市场竞争中处于劣势，难以翻身。其实，在3G的时代，我们也推出了TD－CDMA技术，可惜的是全球只有中国及少数几个国家采用了这一3G技术，和欧美的3G技术在市场使用范围上无法相比，这使得TD－CDMA技术也发展得不够快，中移动的3G网络没有了在2G时代的大幅领先优势，现在中电信CDMA2000和中联通WCDMA技术，获得了不少原来移动的用户。到了5G，这种情况应该会有所改观，中国的通信技术已经不再局限于国内，在国际通信舞台上也有了自己的位置。华为已经成为世界最大的移动通信设备制造商，中兴是世界第五大移动通信设备制造商，在全球的移动通信市场上占据了半壁江山，它们的5G技术研究也走到了世界前沿，引领未来通信发展的方向。俗话说：“三流公司卖产品，二流公式卖方案，一流公司卖标准”，非常符合市场现实，只有掌握了行业的标准，才能获得超过50％的市场份额和利润，这样的公司永远在市场上富有竞争力，不会被拉入价格仗的队列中。纵然。不少公司为了获得订单通过价格战打得焦头烂额，拥有技术标准的公司则通过专利许可也可以大赚它一笔，就比如卖手机的，大部分卖手机的企业都需要向高通支付专利费，而且是按照台数交的，卖的越多，需要缴纳的专利费就越多。

通过前面的介绍大家知道了，极化码是5G技术信道编码技术之一，说是之一是因为还有Turbo码和LDPC码，三种编码都有可能成为5G的技术标准。Turbo码是3G和4G时代使用的标准，阵营代表是Orange和爱立信，由于4G最大速率不过1Gbps，Turbo码还能应付，但遇到更高速率5G时就遇到了瓶颈，所以在5G标准上，Turbo码获得的支持很少，5G基本就成了LDPC码和极化码的战争。LDPC码是传统通信标准巨头高通提出来的，其实LDPC码在1963年就被人提出了，一直未受到重视，直到1996年，在Turbo码的基础上对LDPC码重新进行了研究，发现其具有逼近香农限的优异性能，并且具有译码复杂度低、可并行译码以及译码错误的可检测性等特点，很快成为了信道编码理论新的研究热点。很快LDPC码就在5G标准的争斗中占得先机，成为5G eMBB场景数据信道的数据信道编码标准，LDPC阵营代表是高通、诺基亚、英特尔和三星。极化码也不甘示弱，很快在2016年11月，正式成为5G eMBB场景的控制信道编码标准，极化码阵营代表就是华为。当年这则消息着实让国内的媒体兴奋一番。在5G eMBB场景中，高通和华为各拿一局，成为5G标准的代表。根据阵营代表不难看出这其实是一场美、欧、中三方角力的通信标准之争，欧洲Turbo码已经走向没落，美国LDPC仍是宇宙中技术最强一方，中国极化码成为了挑战者的角色。有人会有疑问，不是说5G标准还没出台吗，怎么就已确定了LDPC和极化码为标准。是因为eMBB只是5G的一个应用场景，5G包括eMBB、mMTC和URLLC三个场景。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。极化码只是成为了eMBB控制信道编码标准，还有两大场景的5G标准悬而未决。所以，极化码能成为eMBB场景的控制信道标准，此时就认为华为赢得了5G的战争还维持尚早，准确地说是只取得了5G标准1／6的胜利，后面还有两大场景标准虚位以待，让我们看极化码能否取得更大的成功。

前段时间的中兴事件让人难以忘记，缺乏核心技术竞争力，就要被人牵着鼻子走，我国已经到了必须解决缺芯问题的时候了。在通信领域也是一样，我国再也不能仅作为一个制造者的身份出现，要在标准领域博得头筹，更有话语权。未来的国家战争就是技术的战争，谁拥有核心技术，谁就最可能赢得战争，成为真正的世界强国。