華為力挺的極化碼被5G採納意義有多大？前華為工程師這麼看

有關華為主推的Polar碼（極化碼）被確定為5G（第五代行動電話行動通信標準）短碼信令標準，到底對中國通信行業意味著什麼？

11月19日，前華為工程師、通信專家楊學志在接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者採訪時稱，客觀地說，華為主推的Polar碼首次入選5G短碼信令標準是標誌性意義的，這是首次有中國公司進入了基礎通信框架協議領域，為自己爭取到一定話語權。

但他同時強調，也不能過於誇大，在全球幾大通信巨頭圍繞5G標準的博弈中，高通在這次編碼領域的競爭中還是掌握了最大話語權。

在國際移動通信標準化組織3GPP兩次編碼會議，高通主推的LDPC碼最終被確定為5G的中長碼和短碼數據信道的編碼方案，因此說高通才是這次大贏家，華為只是獲得了部分話語權。

當地時間11月18日，在美國內華達州里諾結束的3GPP的RAN1#87會議上，3GPP確定了Polar碼作為5G eMBB（增強移動寬頻）場景的控制信道編碼方案。

至此，5G eMBB（增強移動寬頻）場景的信道編碼技術方案完全確定，其中Polar碼作為控制信道的編碼方案，LDPC碼（低密度奇偶校驗碼）作為數據信道的編碼方案。

由於Polar碼是華為等中國公司主推，其入選5G短碼信令標準，受到廣泛關注。

不過，華為方面對此頗為低調。

華為的貢獻

直到11月19日，華為才對外發布了不到500字的新聞稿，通報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碼都是第一次進入3GPP移動通信系統，全球多家公司在統一的比較準則下，詳細評估了多種候選編碼方案的性能、複雜度、編解碼時延和功耗等，並最終達成共識。

LDPC碼和Polar碼的決策是5G標準的一個里程碑，進一步推進了3GPP全球5G統一標準的產業進程，並堅定了電信運營商、設備商、晶片和終端廠商各方共同合作的信念和決心。

至於自身在此中的貢獻，華為在新聞稿中稱，該公司作為中國IMT-2020 （5G）推進組的成員，參與了Polar碼的研究與創新，後續也將和推進組全體成員持續加大5G的研究投入，同時與全球產業夥伴開放合作，通過充分整合全球優秀的創新資源共同推動標準化工作的協同，為形成全球統一的5G標準、提升5G標準競爭力做出重要貢獻。

華為的Polar碼方案主要貢獻者之一萬蕾博士在自己的朋友圈這樣評價：「這兩天的自媒體報導普天蓋地，但是華為公司從來沒有對3GPP的常規標準活動和進展有過報導。

大家對5G標準的期待非常理解，但還是要克制不當言論，以免傷害3GPP的團結氛圍。

」

她還說道： "參與其中，深刻理解這只是3GPP作為國際標準化組織為電信產業貢獻的又一個5G特性，這裡是業界眾多公司的共同貢獻。

技術是沒有國界的，3GPP之所以成功，就是歸功於它的國際化，它的羅馬論壇式的技術辯論是推動技術優化趨於完善的核心機制。

NR信道編碼機制LDPC+Polar的決策是5G標準的一個里程碑，進一步鞏固了3GPP全球5G統一標準的地位，夯實了產業運營商 網絡廠商 晶片和終端廠商各方共同合作的決心。

衷心祝願3GPP的全球化的民主精神源遠流長…"

「華為對Polar的介入比別人晚兩年」

通信技術如此高速發展歸功於現代資訊理論的奠基人香農，他在1948年發表了《通信的數學理論》，標誌著信息與編碼理論這一學科的創立。

根據香農定理，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。

此後圍繞香農理論科學家發明出很多編碼。

比如，在2G/3G時代使用的Turbo碼，以及這次5G標準確定的LDPC碼與Polar碼。

高通這次主推的LDPC很早就發明了。

1963年，美國人Robert G.Gallager博士提出的一類具有稀疏校驗矩陣的線性分組碼，不僅有逼近香農的良好性能，而且解碼複雜度較低，結構靈活。

LDPC發明後，限於當時的電子技術條件，缺乏可行的解碼算法，此後30多年基本被人們忽視。

但後來信息技術進步了，尤其是1993年Berrou等人發現了Turbo碼。

受Turbo碼的啟發，人們又對LDPC碼進行了再發明，發現了LDPC在性能上比Turbo還要好。

1995年前後，MacKay和Neal等人對LDPC碼重新進行了研究，提出了可行的解碼算法，從而進一步發現了LDPC碼所具有的良好性能，迅速引起強烈反響和極大關注。

經過十幾年來的研究和發展，研究人員在各方面都取得了突破性的進展。

2G/3G時代無線通信的核心專利一直被高通所掌控，進入4G時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時代話語權。

那麼這次華為為何選擇Polar碼作為主推方案？

Polar碼是於2008年由土耳其畢爾肯大學Erdal Arikan教授首次提出，是編碼界的新星。

但Polar首次推出後，也在學術界引發了廣泛關注。

各通信巨頭都對Polar進行了研究，這裡面也包括華為。

中國官方5G推進組的定調是，「中國公司對Polar碼的潛力有共識，並投入了大量研發力量對其在5G應用方案進行深入研究、評估和優化，在傳輸性能上取得突破。

」

通信專家楊學志接受澎湃新聞記者採訪時稱，Polar方案是第一次從理論上驗證香農理論的極限值。

「Turbo和LDPC碼都是科學家認為這樣做會更好，結果也確實還不錯，但是無法從理論上進行驗證。

Polar碼的優勢是計算量小，小規模的晶片就可以實現，商業化後設備成本較低。

」

楊學志稱，華為對Polar碼的研究比別人起步晚，當時由華為5G首席科學家童文加盟華為帶來Polar碼的信息。

「之前華為還沒有注意到，其他公司早就開始研究了，因此說華為對Polar的介入比別人晚兩年。

」

楊學志稱，大公司為了防止意外對各種技術都會研究，但最終要選擇一種技術方案進行主推，那理由是之前對這種技術方案已經大量的專利儲備，一旦這種方案被確定為標準，那麼你就大量的專利，你就有最高話語權，別人就得向你交專利費。

「目前Polar方案華為到底掌握了多少專利還不明朗，如果Erdal Arikan教授商業頭腦發達的話，可能已經申請了大量的專利在自己手裡，但華為肯定是之前進行過調查研究的。

」楊學志稱，如果Polar核心專利掌握在土耳其這位教授手裡，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，外界看到了以華為為代表中國企業在話語權領域的突破，也看到那個雄心勃勃的高通又來了。

LDPC主導了5G中長編碼以及短碼的數據傳輸編碼，應該是高通如願以償。

華為只得到了Polar短碼信令控制，雖然也是突破但未必滿意。

楊學志稱，從這個意義上來說，華為這是一場敗仗，華為對5G研發的投入是高於很多巨頭的，但實際上獲得並不多。

今年早些時候，童文接受記者採訪時披露，華為在2009年啟動了5G早期研究，此後與哈佛大學、劍橋大學、加州大學等開展了大量合作。

2012年華為開始做樣機驗證，2013年完成了室內樣機，2015年開始大規模進入外場試驗。

童文還稱，華為在2013年曾宣布將在5G研究和標準兩個階段投入6億美元，其中並不包含產品開發階段的投資。

目前華為在全球有超過500名科學家在全職研究5G。

「Polar碼用在長信號以及數據傳輸上更能體現出優勢，香農理論的驗證也是Polar在長碼上實現的，短碼實現不了。

但這次是在短碼上，而且是信令控制上。

未來爭奪是數據傳輸的爭奪，信令雖然也重要，但是傳輸的信息量很小。

」楊學志稱，從結果上看來，這次華為得到與自己全球第一大設備商的地位不匹配。

不過，也有分析認為，華為用Polar來應戰並非僅僅為了專利，而是爭奪話語權，擺脫一直以來跟隨者形象。

這次編碼之爭實質是一場話語權之爭，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權爭奪演練。

「編碼是通信標系統最核心的專利之一，類似蓋房子的骨架，可供選擇的材料很少，這次就是骨架用什麼材料決定了，以後怎麼做就是各家大顯身手，但其實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對Polar中長碼的研發，就全打水漂了。

雖然華為對LDPC也有很多積累，但是高通作為LDPC的推動者贏得了話語權，為後續的專利談判和訴訟贏得主動地位。

」楊學志稱，華為作為中國公司首次參與這樣的基礎框架協議，從這個意義上講是一個很大的突破，是有意義的。

不過，這次Polar方案只取得短碼信令控制也不能全怪華為。

Polar作為一個新方案，在3GPP里大家爭議還是比較大，實際應用環節還不太成熟。

「3GPP先給你一席之地，給你練練兵。

」楊學志稱，在3GPP領域沒有國家概念，都是企業與企業搏殺，從這個意義上來講，即便同一個國家的兩家企業也可能因為站隊而互掐。

不過，這次中國軍團還是體現出團結精神，在華為力推下，中興通訊、阿里巴巴、小米、OPPO、vivo等企業都支持Polar方案。

楊學志稱，創新是全世界都面臨的難題，整個5G都沒有很高的技術突破，但是從結果來說，整個產業面臨一個重新洗牌，這次美國在最核心的編碼領域贏了一場大勝仗。