華為力挺的極化碼被5G采納 前華為工程師這么看

（原標(biāo)題：華為力挺的極化碼被5G采納意義有多大？前華為工程師這么看）

有關(guān)華為主推的Polar碼（極化碼）被確定為5G（第五代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)）短碼信令標(biāo)準(zhǔn)，到底對(duì)中國(guó)通信行業(yè)意味著什么？

11月19日，前華為工程師、通信專家楊學(xué)志在接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者采訪時(shí)稱，客觀地說(shuō)，華為主推的Polar碼首次入選5G短碼信令標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)志性意義的，這是首次有中國(guó)公司進(jìn)入了基礎(chǔ)通信框架協(xié)議領(lǐng)域，為自己爭(zhēng)取到一定話語(yǔ)權(quán)。

但他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，也不能過(guò)于夸大，在全球幾大通信巨頭圍繞5G標(biāo)準(zhǔn)的博弈中，高通在這次編碼領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)中還是掌握了最大話語(yǔ)權(quán)。

在國(guó)際移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP兩次編碼會(huì)議，高通主推的LDPC碼最終被確定為5G的中長(zhǎng)碼和短碼數(shù)據(jù)信道的編碼方案，因此說(shuō)高通才是這次大贏家，華為只是獲得了部分話語(yǔ)權(quán)。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月18日，在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州里諾結(jié)束的3GPP的RAN1#87會(huì)議上，3GPP確定了Polar碼作為5G eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）場(chǎng)景的控制信道編碼方案。至此，5G eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）場(chǎng)景的信道編碼技術(shù)方案完全確定，其中Polar碼作為控制信道的編碼方案，LDPC碼（低密度奇偶校驗(yàn)碼）作為數(shù)據(jù)信道的編碼方案。

由于Polar碼是華為等中國(guó)公司主推，其入選5G短碼信令標(biāo)準(zhǔn)，受到廣泛關(guān)注。不過(guò)，華為方面對(duì)此頗為低調(diào)。

華為的貢獻(xiàn)

直到11月19日，華為才對(duì)外發(fā)布了不到500字的新聞稿，通報(bào)3GPP確定Polar碼為5G控制信道編碼方案一事。

談及Polar方案勝出的意義，華為公司在新聞稿中稱，LDPC碼與Polar碼都是第一次進(jìn)入3GPP移動(dòng)通信系統(tǒng)，全球多家公司在統(tǒng)一的比較準(zhǔn)則下，詳細(xì)評(píng)估了多種候選編碼方案的性能、復(fù)雜度、編譯碼時(shí)延和功耗等，并最終達(dá)成共識(shí)。LDPC碼和Polar碼的決策是5G標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)里程碑，進(jìn)一步推進(jìn)了3GPP全球5G統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)進(jìn)程，并堅(jiān)定了電信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、芯片和終端廠商各方共同合作的信念和決心。

至于自身在此中的貢獻(xiàn)，華為在新聞稿中稱，該公司作為中國(guó)IMT-2020 （5G）推進(jìn)組的成員，參與了Polar碼的研究與創(chuàng)新，后續(xù)也將和推進(jìn)組全體成員持續(xù)加大5G的研究投入，同時(shí)與全球產(chǎn)業(yè)伙伴開(kāi)放合作，通過(guò)充分整合全球優(yōu)秀的創(chuàng)新資源共同推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化工作的協(xié)同，為形成全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)、提升5G標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)力做出重要貢獻(xiàn)。

華為的Polar碼方案主要貢獻(xiàn)者之一萬(wàn)蕾博士在自己的朋友圈這樣評(píng)價(jià)：“這兩天的自媒體報(bào)道普天蓋地，但是華為公司從來(lái)沒(méi)有對(duì)3GPP的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)活動(dòng)和進(jìn)展有過(guò)報(bào)道。大家對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)的期待非常理解，但還是要克制不當(dāng)言論，以免傷害3GPP的團(tuán)結(jié)氛圍�！�

她還說(shuō)道： "參與其中，深刻理解這只是3GPP作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織為電信產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)的又一個(gè)5G特性，這里是業(yè)界眾多公司的共同貢獻(xiàn)。技術(shù)是沒(méi)有國(guó)界的，3GPP之所以成功，就是歸功于它的國(guó)際化，它的羅馬論壇式的技術(shù)辯論是推動(dòng)技術(shù)優(yōu)化趨于完善的核心機(jī)制。NR信道編碼機(jī)制LDPC+Polar的決策是5G標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)里程碑，進(jìn)一步鞏固了3GPP全球5G統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的地位，夯實(shí)了產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)商 網(wǎng)絡(luò)廠商 芯片和終端廠商各方共同合作的決心。衷心祝愿3GPP的全球化的民主精神源遠(yuǎn)流長(zhǎng)…"

“華為對(duì)Polar的介入比別人晚兩年”

通信技術(shù)如此高速發(fā)展歸功于現(xiàn)代信息論的奠基人香農(nóng)，他在1948年發(fā)表了《通信的數(shù)學(xué)理論》，標(biāo)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(gè)帶寬確定而存在噪聲的信道里可靠地傳送信號(hào)，無(wú)非有兩種途徑：加大信噪比�；蛟谛盘�(hào)編碼中加入附加的糾錯(cuò)碼。

此后圍繞香農(nóng)理論科學(xué)家發(fā)明出很多編碼。比如，在2G/3G時(shí)代使用的Turbo碼，以及這次5G標(biāo)準(zhǔn)確定的LDPC碼與Polar碼。

高通這次主推的LDPC很早就發(fā)明了。1963年，美國(guó)人Robert G.Gallager博士提出的一類具有稀疏校驗(yàn)矩陣的線性分組碼，不僅有逼近香農(nóng)的良好性能，而且譯碼復(fù)雜度較低，結(jié)構(gòu)靈活。

LDPC發(fā)明后，限于當(dāng)時(shí)的電子技術(shù)條件，缺乏可行的譯碼算法，此后30多年基本被人們忽視。

但后來(lái)信息技術(shù)進(jìn)步了，尤其是1993年Berrou等人發(fā)現(xiàn)了Turbo碼。受Turbo碼的啟發(fā)，人們又對(duì)LDPC碼進(jìn)行了再發(fā)明，發(fā)現(xiàn)了LDPC在性能上比Turbo還要好。

1995年前后，MacKay和Neal等人對(duì)LDPC碼重新進(jìn)行了研究，提出了可行的譯碼算法，從而進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了LDPC碼所具有的良好性能，迅速引起強(qiáng)烈反響和極大關(guān)注。經(jīng)過(guò)十幾年來(lái)的研究和發(fā)展，研究人員在各方面都取得了突破性的進(jìn)展。

2G/3G時(shí)代無(wú)線通信的核心專利一直被高通所掌控，進(jìn)入4G時(shí)代高通的專利被拉到同一水平線上，這次再次依靠LDPC先掌握了5G時(shí)代話語(yǔ)權(quán)。

那么這次華為為何選擇Polar碼作為主推方案？

Polar碼是于2008年由土耳其畢爾肯大學(xué)Erdal Arikan教授首次提出，是編碼界的新星。但Polar首次推出后，也在學(xué)術(shù)界引發(fā)了廣泛關(guān)注。各通信巨頭都對(duì)Polar進(jìn)行了研究，這里面也包括華為。

中國(guó)官方5G推進(jìn)組的定調(diào)是，“中國(guó)公司對(duì)Polar碼的潛力有共識(shí)，并投入了大量研發(fā)力量對(duì)其在5G應(yīng)用方案進(jìn)行深入研究、評(píng)估和優(yōu)化，在傳輸性能上取得突破�！�

通信專家楊學(xué)志接受澎湃新聞?dòng)浾卟稍L時(shí)稱，Polar方案是第一次從理論上驗(yàn)證香農(nóng)理論的極限值�！癟urbo和LDPC碼都是科學(xué)家認(rèn)為這樣做會(huì)更好，結(jié)果也確實(shí)還不錯(cuò)，但是無(wú)法從理論上進(jìn)行驗(yàn)證。Polar碼的優(yōu)勢(shì)是計(jì)算量小，小規(guī)模的芯片就可以實(shí)現(xiàn)，商業(yè)化后設(shè)備成本較低�！�

楊學(xué)志稱，華為對(duì)Polar碼的研究比別人起步晚，當(dāng)時(shí)由華為5G首席科學(xué)家童文加盟華為帶來(lái)Polar碼的信息�！爸叭A為還沒(méi)有注意到，其他公司早就開(kāi)始研究了，因此說(shuō)華為對(duì)Polar的介入比別人晚兩年。”

楊學(xué)志稱，大公司為了防止意外對(duì)各種技術(shù)都會(huì)研究，但最終要選擇一種技術(shù)方案進(jìn)行主推，那理由是之前對(duì)這種技術(shù)方案已經(jīng)大量的專利儲(chǔ)備，一旦這種方案被確定為標(biāo)準(zhǔn)，那么你就大量的專利，你就有最高話語(yǔ)權(quán)，別人就得向你交專利費(fèi)。

“目前Polar方案華為到底掌握了多少專利還不明朗，如果Erdal Arikan教授商業(yè)頭腦發(fā)達(dá)的話，可能已經(jīng)申請(qǐng)了大量的專利在自己手里，但華為肯定是之前進(jìn)行過(guò)調(diào)查研究的。”楊學(xué)志稱，如果Polar核心專利掌握在土耳其這位教授手里，那華為就為別人做嫁衣裳了。

華為是勝了還是敗了？

這次5G編碼之爭(zhēng)，外界看到了以華為為代表中國(guó)企業(yè)在話語(yǔ)權(quán)領(lǐng)域的突破，也看到那個(gè)雄心勃勃的高通又來(lái)了。

LDPC主導(dǎo)了5G中長(zhǎng)編碼以及短碼的數(shù)據(jù)傳輸編碼，應(yīng)該是高通如愿以償。華為只得到了Polar短碼信令控制，雖然也是突破但未必滿意。

楊學(xué)志稱，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，華為這是一場(chǎng)敗仗，華為對(duì)5G研發(fā)的投入是高于很多巨頭的，但實(shí)際上獲得并不多。

今年早些時(shí)候，童文接受記者采訪時(shí)披露，華為在2009年啟動(dòng)了5G早期研究，此后與哈佛大學(xué)、劍橋大學(xué)、加州大學(xué)等開(kāi)展了大量合作。2012年華為開(kāi)始做樣機(jī)驗(yàn)證，2013年完成了室內(nèi)樣機(jī)，2015年開(kāi)始大規(guī)模進(jìn)入外場(chǎng)試驗(yàn)。童文還稱，華為在2013年曾宣布將在5G研究和標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)階段投入6億美元，其中并不包含產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的投資。目前華為在全球有超過(guò)500名科學(xué)家在全職研究5G。

“Polar碼用在長(zhǎng)信號(hào)以及數(shù)據(jù)傳輸上更能體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，香農(nóng)理論的驗(yàn)證也是Polar在長(zhǎng)碼上實(shí)現(xiàn)的，短碼實(shí)現(xiàn)不了。但這次是在短碼上，而且是信令控制上。未來(lái)爭(zhēng)奪是數(shù)據(jù)傳輸?shù)臓?zhēng)奪，信令雖然也重要，但是傳輸?shù)男畔⒘亢苄�。”楊學(xué)志稱，從結(jié)果上看來(lái)，這次華為得到與自己全球第一大設(shè)備商的地位不匹配。

不過(guò)，也有分析認(rèn)為，華為用Polar來(lái)應(yīng)戰(zhàn)并非僅僅為了專利，而是爭(zhēng)奪話語(yǔ)權(quán)，擺脫一直以來(lái)跟隨者形象。這次編碼之爭(zhēng)實(shí)質(zhì)是一場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)之爭(zhēng)，華為雖然只獲得5G短碼的信令控制編碼，但是也不失為很好的話語(yǔ)權(quán)爭(zhēng)奪演練。

“編碼是通信標(biāo)系統(tǒng)最核心的專利之一，類似蓋房子的骨架，可供選擇的材料很少，這次就是骨架用什么材料決定了，以后怎么做就是各家大顯身手，但其實(shí)很多這些巨頭公司專利早就埋伏好了，比如華為花了很多錢(qián)對(duì)Polar中長(zhǎng)碼的研發(fā)，就全打水漂了。雖然華為對(duì)LDPC也有很多積累，但是高通作為L(zhǎng)DPC的推動(dòng)者贏得了話語(yǔ)權(quán)，為后續(xù)的專利談判和訴訟贏得主動(dòng)地位�！睏顚W(xué)志稱，華為作為中國(guó)公司首次參與這樣的基礎(chǔ)框架協(xié)議，從這個(gè)意義上講是一個(gè)很大的突破，是有意義的。

不過(guò)，這次Polar方案只取得短碼信令控制也不能全怪華為。Polar作為一個(gè)新方案，在3GPP里大家爭(zhēng)議還是比較大，實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)還不太成熟。

“3GPP先給你一席之地，給你練練兵�！睏顚W(xué)志稱，在3GPP領(lǐng)域沒(méi)有國(guó)家概念，都是企業(yè)與企業(yè)搏殺，從這個(gè)意義上來(lái)講，即便同一個(gè)國(guó)家的兩家企業(yè)也可能因?yàn)檎娟?duì)而互掐。

不過(guò)，這次中國(guó)軍團(tuán)還是體現(xiàn)出團(tuán)結(jié)精神，在華為力推下，中興通訊、阿里巴巴、小米、OPPO、vivo等企業(yè)都支持Polar方案。

楊學(xué)志稱，創(chuàng)新是全世界都面臨的難題，整個(gè)5G都沒(méi)有很高的技術(shù)突破，但是從結(jié)果來(lái)說(shuō)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)面臨一個(gè)重新洗牌，這次美國(guó)在最核心的編碼領(lǐng)域贏了一場(chǎng)大勝仗。