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(fǎng)華為總部，受到了極為隆重的歡迎，不少媒體也給了跟蹤報道。不少人可能會(huì )有疑問(wèn)，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(chēng)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(shù)?，F如今5G技術(shù)很火，幾大運營(yíng)商也都展開(kāi)了5G的測試工作，但實(shí)際5G的標準仍沒(méi)有確定下來(lái)，負責5G通訊標準技術(shù)的組織3GPP，3GPP由16個(gè)工作組組成，負責制定終端、基站和系統端到端技術(shù)的標準規范。3GPP正在討論R16標準的內容，R16可以看作5G最終版本標準，等到它完成并凍結之后，5G才將實(shí)現全面商用，預計時(shí)間是2020年3月，那個(gè)時(shí)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(yè)不僅要繳納大量專(zhuān)利費，還因為技術(shù)不過(guò)硬，面臨艱難的市場(chǎng)競爭地位。隨著(zhù)中國通信業(yè)的發(fā)展，漸漸掌握了一些核心技術(shù)，直到5G標準的來(lái)臨，中國有了翻身機會(huì )?，F在，中國已經(jīng)有幾十家企業(yè)或機構成為了3GPP的伙伴，包括設備商華為、中興、大唐、普天、芯片制造商海思、展訊等，手機廠(chǎng)商VIVO、OPPO、努比亞、酷派、小米，運營(yíng)商中國移動(dòng)、中國聯(lián)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(shù)，在極化碼的技術(shù)研究上投入了數十億美元，技術(shù)上已處于領(lǐng)先地位，擁有大量專(zhuān)利，能夠基于現有技術(shù)很快推出商用產(chǎn)品，試想若是標準落在別人手中，就需要按照人家的標準來(lái)設計產(chǎn)品，自然慢人半拍，而且還需要交大量的專(zhuān)利使用費，在市場(chǎng)競爭中處于劣勢，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及少數幾個(gè)國家采用了這一3G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(méi)有了在2G時(shí)代的大幅領(lǐng)先優(yōu)勢，現在中電信CDMA2000和中聯(lián)通WCDMA技術(shù)，獲得了不少原來(lái)移動(dòng)的用戶(hù)。到了5G，這種情況應該會(huì )有所改觀(guān)，中國的通信技術(shù)已經(jīng)不再局限于國內，在國際通信舞臺上也有了自己的位置。華為已經(jīng)成為世界最大的移動(dòng)通信設備制造商，中興是世界第五大移動(dòng)通信設備制造商，在全球的移動(dòng)通信市場(chǎng)上占據了半壁江山，它們的5G技術(shù)研究也走到了世界前沿，引領(lǐng)未來(lái)通信發(fā)展的方向。俗話(huà)說(shuō)：“三流公司賣(mài)產(chǎn)品，二流公式賣(mài)方案，一流公司賣(mài)標準”，非常符合市場(chǎng)現實(shí)，只有掌握了行業(yè)的標準，才能獲得超過(guò)50%的市場(chǎng)份額和利潤，這樣的公司永遠在市場(chǎng)上富有競爭力，不會(huì )被拉入價(jià)格仗的隊列中?？v然。不少公司為了獲得訂單通過(guò)價(jià)格戰打得焦頭爛額，擁有技術(shù)標準的公司則通過(guò)專(zhuān)利許可也可以大賺它一筆，就比如賣(mài)手機的，大部分賣(mài)手機的企業(yè)都需要向高通支付專(zhuān)利費，而且是按照臺數交的，賣(mài)的越多，需要繳納的專(zhuān)利費就越多。

　　通過(guò)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(shuō)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(shù)標準。Turbo碼是3G和4G時(shí)代使用的標準，陣營(yíng)代表是Orange和愛(ài)立信，由于4G最大速率不過(guò)1Gbps，Turbo碼還能應付，但遇到更高速率5G時(shí)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(lái)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碼的基礎上對LDPC碼重新進(jìn)行了研究，發(fā)現其具有逼近香農限的優(yōu)異性能，并且具有譯碼復雜度低、可并行譯碼以及譯碼錯誤的可檢測性等特點(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標準的爭斗中占得先機，成為5G eMBB場(chǎng)景數據信道的數據信道編碼標準，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準，極化碼陣營(yíng)代表就是華為。當年這則消息著(zhù)實(shí)讓國內的媒體興奮一番。在5G eMBB場(chǎng)景中，高通和華為各拿一局，成為5G標準的代表。根據陣營(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準之爭，歐洲Turbo碼已經(jīng)走向沒(méi)落，美國LDPC仍是宇宙中技術(shù)最強一方，中國極化碼成為了挑戰者的角色。有人會(huì )有疑問(wèn)，不是說(shuō)5G標準還沒(méi)出臺嗎，怎么就已確定了LDPC和極化碼為標準。是因為eMBB只是5G的一個(gè)應用場(chǎng)景，5G包括eMBB、mMTC和URLLC三個(gè)場(chǎng)景。eMBB對應的是3D/超高清視頻等大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)，mMTC對應的是大規模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，而URLLC對應的是如無(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控制信道編碼標準，還有兩大場(chǎng)景的5G標準懸而未決。所以，極化碼能成為eMBB場(chǎng)景的控制信道標準，此時(shí)就認為華為贏(yíng)得了5G的戰爭還維持尚早，準確地說(shuō)是只取得了5G標準1/6的勝利，后面還有兩大場(chǎng)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(shí)間的中興事件讓人難以忘記，缺乏核心技術(shù)競爭力，就要被人牽著(zhù)鼻子走，我國已經(jīng)到了必須解決缺芯問(wèn)題的時(shí)候了。在通信領(lǐng)域也是一樣，我國再也不能僅作為一個(gè)制造者的身份出現，要在標準領(lǐng)域博得頭籌，更有話(huà)語(yǔ)權。未來(lái)的國家戰爭就是技術(shù)的戰爭，誰(shuí)擁有核心技術(shù)，誰(shuí)就最可能贏(yíng)得戰爭，成為真正的世界強國。