淺析極化碼與5G技術(shù)

　　最近土耳其比爾肯大學(xué)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(bào)道。不少人可能會(huì)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(chǔ)技術(shù)?，F(xiàn)如今5G技術(shù)很火，幾大運(yùn)營(yíng)商也都展開了5G的測(cè)試工作，但實(shí)際5G的標(biāo)準(zhǔn)仍沒有確定下來，負(fù)責(zé)5G通訊標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的組織3GPP，3GPP由16個(gè)工作組組成，負(fù)責(zé)制定終端、基站和系統(tǒng)端到端技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。3GPP正在討論R16標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，R16可以看作5G最終版本標(biāo)準(zhǔn)，等到它完成并凍結(jié)之后，5G才將實(shí)現(xiàn)全面商用，預(yù)計(jì)時(shí)間是2020年3月，那個(gè)時(shí)候形成的5G標(biāo)準(zhǔn)才是完整的5G標(biāo)準(zhǔn)。從2G到4G標(biāo)準(zhǔn)制定中，幾乎很少看到中國(guó)參與的身影，這使得中國(guó)的通訊企業(yè)不僅要繳納大量專利費(fèi)，還因?yàn)榧夹g(shù)不過硬，面臨艱難的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地位。隨著中國(guó)通信業(yè)的發(fā)展，漸漸掌握了一些核心技術(shù)，直到5G標(biāo)準(zhǔn)的來臨，中國(guó)有了翻身機(jī)會(huì)。現(xiàn)在，中國(guó)已經(jīng)有幾十家企業(yè)或機(jī)構(gòu)成為了3GPP的伙伴，包括設(shè)備商華為、中興、大唐、普天、芯片制造商海思、展訊等，手機(jī)廠商VIVO、OPPO、努比亞、酷派、小米，運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信及中國(guó)信通院等。

　　極化碼正是華為一直在積極倡導(dǎo)的5G技術(shù)，在極化碼的技術(shù)研究上投入了數(shù)十億美元，技術(shù)上已處于領(lǐng)先地位，擁有大量專利，能夠基于現(xiàn)有技術(shù)很快推出商用產(chǎn)品，試想若是標(biāo)準(zhǔn)落在別人手中，就需要按照人家的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)產(chǎn)品，自然慢人半拍，而且還需要交大量的專利使用費(fèi)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，難以翻身。其實(shí)，在3G的時(shí)代，我們也推出了TD-CDMA技術(shù)，可惜的是全球只有中國(guó)及少數(shù)幾個(gè)國(guó)家采用了這一3G技術(shù)，和歐美的3G技術(shù)在市場(chǎng)使用范圍上無(wú)法相比，這使得TD-CDMA技術(shù)也發(fā)展得不夠快，中移動(dòng)的3G網(wǎng)絡(luò)沒有了在2G時(shí)代的大幅領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在中電信CDMA2000和中聯(lián)通WCDMA技術(shù)，獲得了不少原來移動(dòng)的用戶。到了5G，這種情況應(yīng)該會(huì)有所改觀，中國(guó)的通信技術(shù)已經(jīng)不再局限于國(guó)內(nèi)，在國(guó)際通信舞臺(tái)上也有了自己的位置。華為已經(jīng)成為世界最大的移動(dòng)通信設(shè)備制造商，中興是世界第五大移動(dòng)通信設(shè)備制造商，在全球的移動(dòng)通信市場(chǎng)上占據(jù)了半壁江山，它們的5G技術(shù)研究也走到了世界前沿，引領(lǐng)未來通信發(fā)展的方向。俗話說：“三流公司賣產(chǎn)品，二流公式賣方案，一流公司賣標(biāo)準(zhǔn)”，非常符合市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)，只有掌握了行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，才能獲得超過50%的市場(chǎng)份額和利潤(rùn)，這樣的公司永遠(yuǎn)在市場(chǎng)上富有競(jìng)爭(zhēng)力，不會(huì)被拉入價(jià)格仗的隊(duì)列中?？v然。不少公司為了獲得訂單通過價(jià)格戰(zhàn)打得焦頭爛額，擁有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的公司則通過專利許可也可以大賺它一筆，就比如賣手機(jī)的，大部分賣手機(jī)的企業(yè)都需要向高通支付專利費(fèi)，而且是按照臺(tái)數(shù)交的，賣的越多，需要繳納的專利費(fèi)就越多。

　　通過前面的介紹大家知道了，極化碼是5G技術(shù)信道編碼技術(shù)之一，說是之一是因?yàn)檫€有Turbo碼和LDPC碼，三種編碼都有可能成為5G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。Turbo碼是3G和4G時(shí)代使用的標(biāo)準(zhǔn)，陣營(yíng)代表是Orange和愛立信，由于4G最大速率不過1Gbps，Turbo碼還能應(yīng)付，但遇到更高速率5G時(shí)就遇到了瓶頸，所以在5G標(biāo)準(zhǔn)上，Turbo碼獲得的支持很少，5G基本就成了LDPC碼和極化碼的戰(zhàn)爭(zhēng)。LDPC碼是傳統(tǒng)通信標(biāo)準(zhǔn)巨頭高通提出來的，其實(shí)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(chǔ)上對(duì)LDPC碼重新進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其具有逼近香農(nóng)限的優(yōu)異性能，并且具有譯碼復(fù)雜度低、可并行譯碼以及譯碼錯(cuò)誤的可檢測(cè)性等特點(diǎn)，很快成為了信道編碼理論新的研究熱點(diǎn)。很快LDPC碼就在5G標(biāo)準(zhǔn)的爭(zhēng)斗中占得先機(jī)，成為5G eMBB場(chǎng)景數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信道編碼標(biāo)準(zhǔn)，LDPC陣營(yíng)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(chǎng)景的控制信道編碼標(biāo)準(zhǔn)，極化碼陣營(yíng)代表就是華為。當(dāng)年這則消息著實(shí)讓國(guó)內(nèi)的媒體興奮一番。在5G eMBB場(chǎng)景中，高通和華為各拿一局，成為5G標(biāo)準(zhǔn)的代表。根據(jù)陣營(yíng)代表不難看出這其實(shí)是一場(chǎng)美、歐、中三方角力的通信標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，歐洲Turbo碼已經(jīng)走向沒落，美國(guó)LDPC仍是宇宙中技術(shù)最強(qiáng)一方，中國(guó)極化碼成為了挑戰(zhàn)者的角色。有人會(huì)有疑問，不是說5G標(biāo)準(zhǔn)還沒出臺(tái)嗎，怎么就已確定了LDPC和極化碼為標(biāo)準(zhǔn)。是因?yàn)閑MBB只是5G的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，5G包括eMBB、mMTC和URLLC三個(gè)場(chǎng)景。eMBB對(duì)應(yīng)的是3D/超高清視頻等大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)，mMTC對(duì)應(yīng)的是大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，而URLLC對(duì)應(yīng)的是如無(wú)人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等需要低時(shí)延高可靠連接的業(yè)務(wù)。極化碼只是成為了eMBB控制信道編碼標(biāo)準(zhǔn)，還有兩大場(chǎng)景的5G標(biāo)準(zhǔn)懸而未決。所以，極化碼能成為eMBB場(chǎng)景的控制信道標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)就認(rèn)為華為贏得了5G的戰(zhàn)爭(zhēng)還維持尚早，準(zhǔn)確地說是只取得了5G標(biāo)準(zhǔn)1/6的勝利，后面還有兩大場(chǎng)景標(biāo)準(zhǔn)虛位以待，讓我們看極化碼能否取得更大的成功。

　　前段時(shí)間的中興事件讓人難以忘記，缺乏核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，就要被人牽著鼻子走，我國(guó)已經(jīng)到了必須解決缺芯問題的時(shí)候了。在通信領(lǐng)域也是一樣，我國(guó)再也不能僅作為一個(gè)制造者的身份出現(xiàn)，要在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域博得頭籌，更有話語(yǔ)權(quán)。未來的國(guó)家戰(zhàn)爭(zhēng)就是技術(shù)的戰(zhàn)爭(zhēng)，誰(shuí)擁有核心技術(shù)，誰(shuí)就最可能贏得戰(zhàn)爭(zhēng)，成為真正的世界強(qiáng)國(guó)。