一場來之不易的勝利！華為拿下5G短碼標準

　　5G標準將會在2019年發(fā)布，中國2020年進入商用

　　前些天，在為期四天的“國際電信聯(lián)盟(ITU)2016年世界電信展”14日在泰國曼谷拉開帷幕。“中國軍團”是由中國電信、中國聯(lián)通和中國移動構(gòu)成的三大運營商陣營;而除了國家參展，獨立參展或贊助的國際企業(yè)還有華為、中興、Cisco、Intel、Nokia、Ericsson、NTT Group等。

　　ITU世界電信展于1971年由國際電信聯(lián)盟創(chuàng)辦，至今已成功舉辦了16屆，據(jù)介紹，這是全球規(guī)格最高、規(guī)模最大的信息通信展覽會之一，也因其權(quán)威性、大規(guī)模和廣泛代表性而被內(nèi)業(yè)喻為信息、通信和技術(shù)(ICT)領(lǐng)域的奧運會。

　　在本屆展會上，來自世界各地的很多中小企業(yè)都帶來了與5G有關(guān)的模擬產(chǎn)品。據(jù)央廣網(wǎng)，國際電信聯(lián)盟秘書長趙厚麟透露，在電信市場上，3G、4G、5G，所有的這些先進的通訊標準都是由國際電聯(lián)統(tǒng)一制定的。3G的標準是2002年制定發(fā)布的，4G的標準是2012年發(fā)布的。雖然中國官方已經(jīng)發(fā)布，5G在中國商用是在2020年，但是世界范圍5G的標準，將會在2019年發(fā)布。

　　趙厚麟介紹說：“現(xiàn)在5G大的路子已經(jīng)基本上定下來，希望為將來5G提供技術(shù)服務(wù)和產(chǎn)品設(shè)備的主要廠商進行測試，能夠讓標準化組織覺得這個標準將來能夠在市場上站住腳，大家都能夠接受。在這種情況下，大概還需要一定時間。我們現(xiàn)在還在請各個主要廠商繼續(xù)提供這方面的產(chǎn)品技術(shù)要求，希望他們提供一些測試的驗證報告，讓大家互相之間有比較統(tǒng)一的認識。”

　　趙厚麟在接受采訪時稱，過去和國際上其他的通信展一樣，他們的主要精力也僅僅集中在前沿技術(shù)之上，但2014年開始，他們將重點有所偏移，今年他們希望能夠關(guān)注全球中小企業(yè)在電信市場上面所發(fā)揮的作用。趙厚麟說：“為了中小企業(yè)能有更好的創(chuàng)新發(fā)展，為中小企業(yè)更好的在電信產(chǎn)業(yè)界發(fā)揮作用，也為中小企業(yè)，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟和社會的發(fā)展提供更好的發(fā)展機遇，所以我們想把現(xiàn)在的平臺從以往的，只為國際上面的大小設(shè)備制造商和運營商提供舞臺，轉(zhuǎn)為為中小企業(yè)獲得聯(lián)系或在這個市場上能有更好發(fā)展的溝通平臺。”

　　除了5G，本屆展會上另一個亮點則與中國的一帶一路戰(zhàn)略有關(guān)，很多國家都在本屆展會上帶來了他們與通訊有關(guān)的前沿技術(shù)產(chǎn)品——VR、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等。而這些技術(shù)產(chǎn)品大多都是基于互聯(lián)網(wǎng)而產(chǎn)生的。

　　三大編碼候選技術(shù)

　　由于移動通信存在干擾和衰落，在信號傳輸過程中將出現(xiàn)差錯，故對數(shù)字信號必須采用糾、檢錯技術(shù)，即糾、檢錯編碼技術(shù)，以增強數(shù)據(jù)在信道中傳輸時抵御各種干擾的能力，提高系統(tǒng)的可靠性。對要在信道中傳送的數(shù)字信號進行的糾、檢錯編碼就是信道編碼。

　　1948年，現(xiàn)代信息論的奠基人香農(nóng)發(fā)表了《通信的數(shù)學(xué)理論》，標志著信息與編碼理論這一學(xué)科的創(chuàng)立。根據(jù)香農(nóng)定理，要想在一個帶寬確定而存在噪聲的信道里可靠地傳送信號，無非有兩種途徑：加大信噪比或在信號編碼中加入附加的糾錯碼。

　　而Turbo碼是Claude.Berrou等人在1993年首次提出的一種級聯(lián)碼?；驹硎蔷幋a器通過交織器把兩個分量編碼器進行并行級聯(lián)，兩個分量編碼器分別輸出相應(yīng)的校驗位比特;譯碼器在兩個分量譯碼器之間進行迭代譯碼，分量譯碼器之間傳遞去掉正反饋的外信息，這樣整個譯碼過程類似渦輪(Turbo)工作。因此，這個編碼方法又被形象地稱為Turbo碼。Turbo碼具有卓越的糾錯性能，性能接近香農(nóng)極限，而且編譯碼的復(fù)雜度不高。

　　圖：Turbo編碼器結(jié)構(gòu)

　　LDPC碼即低密度奇偶校驗碼(Low Density Parity Check Code，LDPC)，它是由RobertG.Gallager博士于1963年提出的一類具有稀疏校驗矩陣的線性分組碼，不僅有逼近香農(nóng)極限的良好性能，而且譯碼復(fù)雜度較低、結(jié)構(gòu)靈活，是近年信道編碼領(lǐng)域的研究熱點，目前已廣泛應(yīng)用于深空通信、光纖通信、衛(wèi)星數(shù)字視頻和音頻廣播等領(lǐng)域。LDPC碼已成為無線通信系統(tǒng)強有力的競爭者，而基于LDPC碼的編碼方案已經(jīng)被下一代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標準DVB-S2所采納。

　　極化碼是由土耳其畢爾肯大學(xué)(bilkent)Erdal Arikan教授于2008年首次提出，其論文從理論上第一次嚴格證明了在二進制輸入對稱離散無記憶信道下，極化碼可以“達到”香農(nóng)容量，并且有著低的編碼和譯碼復(fù)雜度。

　　目前，極化碼是唯一可理論證明達到香農(nóng)極限，并且具有可實用的線性復(fù)雜度編譯碼能力的信道編碼技術(shù)。極化碼構(gòu)造的核心是通過“信道極化”的處理，在編碼側(cè)，采用編碼的方法使各個子信道呈現(xiàn)出不同的可靠性，當(dāng)碼長持續(xù)增加時，一部分信道將趨向于容量接近于1的完美信道(無誤碼)，另一部分信道趨向于容量接近于0的純噪聲信道，選擇在容量接近于1的信道上直接傳輸信息以逼近信道容量。在譯碼側(cè)，極化后的信道可用簡單的逐次干擾抵消譯碼的方法，以較低的實現(xiàn)復(fù)雜度獲得與最大自然譯碼相近的性能。

　　早在3GPP討論前，Polar Code(極化碼)便在中國IMT-2020 (5G)推進組5G第一階段外場測試中進行了測試，包括靜止和移動場景的性能。

　　測試結(jié)果顯示，通過極化編碼的使用和譯碼算法的動態(tài)選擇，同時實現(xiàn)了短包(大連接物聯(lián)網(wǎng)場景)和長包(高速移動場景，如自動駕駛等低時延要求)場景中穩(wěn)定的性能增益，使現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率提升10%，還與毫米波結(jié)合達到27Gbps的速率，實測結(jié)果證明極化碼可以同時滿足ITU的超高速率、低時延、大連接的移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)三大類應(yīng)用場景需求。