趣科技 | LDPC与Polar码并非有前世恩怨,只是被卷进帮派之战
时候,一部分信道趋向于完美的信道,而一部分信道则趋向于纯噪声信道,即信道极化现象。基于此信道极化现象可以构造一种极化码,选择性使用组合信道中比较好的,因此极化码理论上可以达到香农限。极化码的原理包括极化码基储极化码结构、极化码编码、SC 译码。 Polar码具有明确而简单的编码及译码算法,纠错性能甚至可超过Turbo码、LDPC码,极化码自提出以来就成为近年来信道编码界的热点之一。 5G之争,傻傻看不清 LDPC和Turbo码是两种接近容量极限的信道编码技术,拥有多年历史;Polar码是迄今发现的唯一一类能够达到香农限的编码方法,是一颗新星。Turbo码已使用于3G、4G以及4.5G,但在5G之争已经很明显的败下阵;LDPC应用于WiFi产品;而Polar码似乎有点形单影只,目前还没有大规模应用采纳,在5G之前还没有任何标准采用即Polar码的成熟度较低。 LDPC阵营认为,Turbo码译码时延大,不适用于5G高速率、低时延应用场景;Turbo码阵营反驳,在3/4G应用中不断改进的Turbo码是能够满足5G极端场景的。 Polar码拿下信令信道编码方案,LDPC码拿下数据信道编码方案,剩下的似乎就是Turbo码的告别了。 对于Turbo码的落幕,很多业内认识表示惋惜。从3G到4G,如果可以应用于5G,它将更好和3/4G协同增效。对于终端而言,5G采用LDPC或Polar码,意味着手机要采用两套硬件设计,而译码器方面看会导致5G终端成本稍高一点,也可能会稍微拉长一点5G商用化的时间。 Turbo码迭代次数多,译码时延较大,受限于5G高速率和低时延场景。但如果采用FPGA和ASIC实现,速率最高可达20Gbit/s。Turbo阵营也指出,不断改进的Turbo码是能够适应5G NR标准要求的。理论上讲,LDPC在一些方面是优于Turbo码的,比如,一般而言,对一定码长,Turbo码的解码迭代次数是固定的,而LDPC是可调节的,这暗示了LDPC只需较少的迭代,解码更快。同时,LDPC可更好的支持并行处理,以减少处理时延。 当然,LDPC码并不是没有缺点,比如硬件资源需求大,编码复杂造成额外消耗。 Polar码的优势是计算量小,小规模的芯片就可以实现,商业化后设备成本较低。但Polar码在长信号以及数据传输上更能体现出优势,香农理论的验证也是Polar在长码上实现的,短码实现不了。但Polar作为一个新方案,在3GPP里争议比较大,在实际应用环节的成熟备受质疑。 Polar码的成熟度还是被业内人士所质疑。这一场标准之争,真的让局外人看不清。也许这根本就不是一场纯粹的技术之争,而是一场综合实力和话语权的较量。 根据阵营代表不难看出这其实是一场美、欧、中三方角力的通信标准之争。 当然,从另外一个意义上来讲,3GPP领域没有国家概念,是企业之间的厮杀,即便同一个国家的企业也可能因为站队而互掐。不过,一个国家的企业对峙,说明它们在通信标准领域都有着足够的实力才有资格进行话语权之争。是劲敌又是友商,本次华为意得志满,离不开中兴、小米、OPPO、VIVO放下恩怨大义凛然的投了华为一票。这似乎说明,中国通信技术在崛起,但仍需时日才能练成真功,为了话语权、摆脱跟随者形象,国内友商选择"抱团"修炼。 原创,禁止转载!
说了这么多,我们再回归5G的相关话题:物理层编码技术之争,看似属于Turbo码、LDPC和Polar码。
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