一場(chǎng)來(lái)之不易的勝利！華為拿下5G短碼標準

　　5G標準將會(huì )在2019年發(fā)布，中國2020年進(jìn)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(kāi)帷幕。“中國軍團”是由中國電信、中國聯(lián)通和中國移動(dòng)構成的三大運營(yíng)商陣營(yíng);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，據介紹，這是全球規格最高、規模最大的信息通信展覽會(huì )之一，也因其權威性、大規模和廣泛代表性而被內業(yè)喻為信息、通信和技術(shù)(ICT)領(lǐng)域的奧運會(huì )。

　　在本屆展會(huì )上，來(lái)自世界各地的很多中小企業(yè)都帶來(lái)了與5G有關(guān)的模擬產(chǎn)品。據央廣網(wǎng)，國際電信聯(lián)盟秘書(shū)長(cháng)趙厚麟透露，在電信市場(chǎng)上，3G、4G、5G，所有的這些先進(jìn)的通訊標準都是由國際電聯(lián)統一制定的。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(huì )在2019年發(fā)布。

　　趙厚麟介紹說(shuō)：“現在5G大的路子已經(jīng)基本上定下來(lái)，希望為將來(lái)5G提供技術(shù)服務(wù)和產(chǎn)品設備的主要廠(chǎng)商進(jìn)行測試，能夠讓標準化組織覺(jué)得這個(gè)標準將來(lái)能夠在市場(chǎng)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(shí)間。我們現在還在請各個(gè)主要廠(chǎng)商繼續提供這方面的產(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一的認識。”

　　趙厚麟在接受采訪(fǎng)時(shí)稱(chēng)，過(guò)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(kāi)始，他們將重點(diǎn)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(chǎng)上面所發(fā)揮的作用。趙厚麟說(shuō)：“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)，為當地經(jīng)濟和社會(huì )的發(fā)展提供更好的發(fā)展機遇，所以我們想把現在的平臺從以往的，只為國際上面的大小設備制造商和運營(yíng)商提供舞臺，轉為為中小企業(yè)獲得聯(lián)系或在這個(gè)市場(chǎng)上能有更好發(fā)展的溝通平臺。”

　　除了5G，本屆展會(huì )上另一個(gè)亮點(diǎn)則與中國的一帶一路戰略有關(guān)，很多國家都在本屆展會(huì )上帶來(lái)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(dòng)通信存在干擾和衰落，在信號傳輸過(guò)程中將出現差錯，故對數字信號必須采用糾、檢錯技術(shù)，即糾、檢錯編碼技術(shù)，以增強數據在信道中傳輸時(shí)抵御各種干擾的能力，提高系統的可靠性。對要在信道中傳送的數字信號進(jìn)行的糾、檢錯編碼就是信道編碼。

　　1948年，現代信息論的奠基人香農發(fā)表了《通信的數學(xué)理論》，標志著(zhù)信息與編碼理論這一學(xué)科的創(chuàng )立。根據香農定理，要想在一個(gè)帶寬確定而存在噪聲的信道里可靠地傳送信號，無(wú)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(guò)交織器把兩個(gè)分量編碼器進(jìn)行并行級聯(lián)，兩個(gè)分量編碼器分別輸出相應的校驗位比特;譯碼器在兩個(gè)分量譯碼器之間進(jìn)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(gè)譯碼過(guò)程類(lèi)似渦輪(Turbo)工作。因此，這個(gè)編碼方法又被形象地稱(chēng)為T(mén)urbo碼。Turbo碼具有卓越的糾錯性能，性能接近香農極限，而且編譯碼的復雜度不高。

　　圖：Turbo編碼器結構

　　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(lèi)具有稀疏校驗矩陣的線(xiàn)性分組碼，不僅有逼近香農極限的良好性能，而且譯碼復雜度較低、結構靈活，是近年信道編碼領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，目前已廣泛應用于深空通信、光纖通信、衛星數字視頻和音頻廣播等領(lǐng)域。LDPC碼已成為無(wú)線(xiàn)通信系統強有力的競爭者，而基于LDPC碼的編碼方案已經(jīng)被下一代衛星數字視頻廣播標準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(jìn)制輸入對稱(chēng)離散無(wú)記憶信道下，極化碼可以“達到”香農容量，并且有著(zhù)低的編碼和譯碼復雜度。

　　目前，極化碼是唯一可理論證明達到香農極限，并且具有可實(shí)用的線(xiàn)性復雜度編譯碼能力的信道編碼技術(shù)。極化碼構造的核心是通過(guò)“信道極化”的處理，在編碼側，采用編碼的方法使各個(gè)子信道呈現出不同的可靠性，當碼長(cháng)持續增加時(shí)，一部分信道將趨向于容量接近于1的完美信道(無(wú)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，極化后的信道可用簡(jiǎn)單的逐次干擾抵消譯碼的方法，以較低的實(shí)現復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(jìn)組5G第一階段外場(chǎng)測試中進(jìn)行了測試，包括靜止和移動(dòng)場(chǎng)景的性能。

　　測試結果顯示，通過(guò)極化編碼的使用和譯碼算法的動(dòng)態(tài)選擇，同時(shí)實(shí)現了短包(大連接物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景)和長(cháng)包(高速移動(dòng)場(chǎng)景，如自動(dòng)駕駛等低時(shí)延要求)場(chǎng)景中穩定的性能增益，使現有的蜂窩網(wǎng)絡(luò )的頻譜效率提升10%，還與毫米波結合達到27Gbps的速率，實(shí)測結果證明極化碼可以同時(shí)滿(mǎn)足ITU的超高速率、低時(shí)延、大連接的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)三大類(lèi)應用場(chǎng)景需求。