5G与华为力挺的Polar编码的那些事儿

Polar码被采纳为5G eMBB场景的控制信道编码，这两天连续被这条消息刷屏，连吃瓜群众都直呼好爽。

然而，随着媒体报道的持续发酵，真相在口口相传中变了形，不乏夸大不实之嫌，小编终于坐不住了，也想吐露点心里话，希望尽可能站在客观的角度，在这个浮躁的世界里发出一点微不足道的声音，一个通信工程师的声音。事件经过我们再回溯一遍…

2016年11月14日至18日期间，3GPP RAN1 #87会议在美国Reno召开，本次会议其中一项内容是决定5G短码块的信道编码方案，其中，提出了三种短码编码方案：Turbo码、LDPC码和Polar码。

关于这三种编码方案之争，这已经是5G标准的第二次较量。在2016年10月14日葡萄牙里斯本举行的会议上，LDPC码战胜了Turbo码和Polar码，被采纳为5G eMBB场景的数据信道的长码块编码方案。

在这个背景下，这一次关于短码块编码方案的争论更为激烈。因为LDPC码已经拿下一局，出于实施复杂性考虑，整个移动通信系统采用单一的编码方案更利于5G部署，比如，3G和4G采用的是Turbo码，估计会有更多人支持LDPC码。

这样一来，主要由美国企业主导的LDPC码有可能一统5G天下，而华为等中国企业主导的Polar码将前功尽弃。

由于抛弃Turbo码的呼声较大，在上次会议失利之后，可以说Turbo码基本大势已去，本次5G编码之争最终演变为Polar码和LDPC码之间的拳击争霸赛，一场中美拳击争霸赛。

最终，经过连续熬夜的激战后，Polar码终于在5G核心标准上扳回一局，成为5G eMBB场景的控制信道编码方案。

自此，经过两次激战，在5G eMBB场景上，Polar码和LDPC码二分天下，前者为信令信道编码方案，后者为数据信道编码方案。Polar码和LDPC码一起历史性的走进蜂窝移动通信系统，而在3G和4G时代陪伴我们多年的Turbo码再输一局，留下了落魄而孤寂的背影。

这确实是一个令人振奋的消息，如果说用力挽狂澜来形容，我觉得并不为过。

这对于主导Polar码的华为和中国企业绝对利好，毕竟，多年在Polar码上研发投入终于有了盼头。但是，我们看到有些媒体的报道，恕我直言，太过浮夸。

1、不是"拿下5G时代"

在5G eMBB场景上，Polar为信令信道编码方案，LDPC码为数据信道编码方案，最多叫平分秋色。同时，后面还有很多路要走。

我们在前文中提到的eMBB场景不过是5G应用的其中一个场景。3GPP定义了5G三大场景：eMBB、mMTC和URLLC。eMBB对应的是3D/超高清视频等大流量移动宽带业务，mMTC对应的是大规模物联网业务，而URLLC对应的是如无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务。

本次采纳的编码方案是针对其中eMBB场景，后续还将决定URLLC场景下的信道编码方案，最后再决定mMTC场景（估计在2017年第一季度）。

尽管此次采纳Polar码为后续标准话语权打下了坚实的基础，但革命还未成功，同志仍需努力。

2、Polar码不是华为的，LDPC也不是高通的

这要从信道编码的历史说起。Turbo码是由法国科学家C.Berrou和A.Glavieux发明。从1993年开始，通信领域开始对其研究。随后，Turbo码被3G和4G标准采纳。

LDPC码是由MIT的教授Robert Gallager在1962年提出，这是最早提出的逼近香农极限的信道编码，不过，受限于当时环境，难以克服计算复杂性，随后被人遗忘。直到1996年才引起通信领域的关注。后来，LDPC码被WiFi标准采纳。

Polar码是由土耳其比尔肯大学教授E. Arikan在2007年提出，2009年开始引起通信领域的关注。

简而言之，信道编码是数学家们原创出理论，通信就是跟着数学家们跑，在他们的理论基础上不断研究试验，使之落地于实际应用。

为什么有些公司力挺Polar码，有些公司力挺LDPC码？这就像下赌注，看中了某种编码技术，就开始对其研究，一旦赌赢了，那么我的研究成果就能快速落地应用，一旦输了，只能从头再来。

比如，华为选择了Polar码，5G也选择了Polar码，这就意味着华为在5G领域更具影响力。当然，在研究中，一定也积累了不少专利。

所以，尽管这次Polar码赢了，但个人以为，媒体们不能因为太过兴奋而忽略了数学家们的贡献，更不能张冠李戴，有些东西是没有国界的。

3、为何5G采纳了Polar码？

这个小标题应该叫：5G为何采纳了Polar码和LDPC码？又为何放弃了Trubo码？

先从什么叫信道编码说起。

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