华为终于拿下 5G 短码意味着什么？

我也做polar码，也在一直保持跟踪，我就分几方面说吧。

先说技术，从技术上来说并没有什么特别大的意义，polar码确实是一种非常优秀的码，但从技术上来说其实是不成熟的。12年ISIT我在会上听过polar码创始人Arikan和Teletar做的技术报告。基本是结合他09年得TIT best paper的那篇论文和其他几篇文章的内容，那会都已经距离提出3年了，但当时我的感受就是在编码构造、译码等等方面还都不完善。到今天为止，当时我想到的几个问题现比如说information set的选择，码长问题，译码算法，HARQ等其实也没有得到很好地解决。归根结底polar码还是太新。把polar码和LDPC和turbo对比一下：LDPC如果从Gallager那会算已经提出了50年，就是从重新发现算起也过去了2，30年；turbo也已经有20年以上，而polar提出是09年，就是算上信道极化现象的发现也就是08年的事，连10年都没有的码咋和人家在成熟度上比？这一次polar码被攻击的理由恰恰就是认为polar码不成熟。而且最后为啥polar码是用到控制信道？你结合我前面说的那几个问题就明白了，因为控制信道不用HARQ啊。所以抛开立场仅从技术的角度讲的话，我也希望polar码先再沉淀个十年左右，待理论上成熟之后再进标准。现在这样还是太着急了，很多东西没做透就赶鸭子上架。就我所知华为对polar的关注非常早，10年那会我就听说深圳那边在搞polar码的研究，后面12,13年的时候我听说都快要搞芯片了。所以这次强推polar我觉得主要还是商业上的考虑吧。

从标准上来说，意义有，但没有大家想象的那么大。polar码原始方案也不是华为提的，CRC-aided等等方法也都不是华为首提。译码算法又是具体实现问题不会体现在标准里，我估计华为的专利应该是在比如infomation set选择，速率匹配，相关的信令交互等等这些发射侧且偏实现的东西，比较好推标准。

谢邀。

这的确是中国公司第一次进入到基础通信框架协议领域，不过类似“中国标准战胜了美国标准、中国拿下 5G 时代霸主之位”的说法，显然有些夸大其词。

在这之前，还有一个小插曲。在 10 月份召开的会议上，高通主导的 LDPC 码战胜了 Turbo 码和 Polar 码，被确定为 5G 中长码编码方案。所以，这次的 5G 短码块之争已经是 5G 标准的第二次较量。在 LDPC 码已经先赢一局的情况下，Polar 码这次算是力挽狂澜。

编码和调制是无线通信技术中最核心的部分，而信道编解码在基础通信框架中位于物理层位置，涉及到网络覆盖和传输速率的提升。

这次 3GPP 确定了华为主导的 Polar 码作为控制信道的编码方案，高通主导的 LDPC 码作为数据信道的编码方案。垄断 3G/4G 时代的 Turbo2.0 编码由于支持者少，很可能会退出。

需要说明的是，3GPP 定义了 5G 的三大场景：增强型移动宽带 eMBB、大连接物联网 mMTC 和超可靠低时延通信 uRLLC，Polar 码暂时拿下的是 eMBB 场景。

不过根据华为的实际测试，Polar 码可以同时满足超高速率、低时延、大连接的场景需求，使现有蜂窝网络的频谱效率提升 10%，与毫米波结合达到 27Gbps 的速率。

（来源：Huawei Vision on 5G Radio Access Technologies ）

听起来很厉害，份量也不小 ，但是 Polar 码只是 5G 标准的一部分，还不能称为中国制定 5G 技术标准，接下来还有很多环节（例如帧结构、波形和多址等 ），只能说华为主导的 Polar 码成为 5G 标准的重要角色。

那么，为什么说 Polar 码对于华为和中国来说很重要呢？

在通信技术领域，谁掌握了标准技术就拥有了话语权。30 年前，高通把军用的 CDMA 技术用在了民用通信，推出 IS-95 标准，成为与欧洲的 GSM 竞争的第二代移动通信系统，也就是我们常说的 2G 时代。

2G 时代 GSM 取得了胜利，但高通主导的 Viterbi 译码算法让业界相信 CDMA 代表了无线通信技术的发展方向。到了 3G 时代，WCDMA、CDMA 2000 和 TD-SCDMA 都采用了 CDMA 技术。现在高通的绝大部分利润也是来自基于 CDMA 的专利授权。

中国虽然自主研发了 TD-SCDMA，但是技术上还是不能和它相提并论。即便到了 4G 时代，中国 TD-LTE 有了一定突破，但是核心长码编码 Turbo 码和短码咬尾卷积码都不是中国原创的技术，导致高通动不动就控告中国公司侵权，索取额外专利费。

高通向来不屑 3GPP，对 3GPP 的参与也很消极，当年自己组建 3GPP2 组织就是个很好的例证。所以高通提前部署 5G 和推动相关编码，那时 3GPP 也干涉不了，美国的运营商也已经早一步开始 5G 测试。

Verizon 今年初就宣布，年底前进入 5G 预商用化因素测试阶段，争取 2017 年实现商用化，编码采用的就是高通主导的 LDPC 方案。

根据总体的部署，中国的 5G 基础研发试验在 2016 年- 2018 年进行，分为关键技术试验、技术方案验证和系统验证三个阶段，预计 2020 年启动商用。在 5G 研发中卷入了多个企业、高校和科研院所，成立 IMT-2020 (5G) 推进组，某种程度上不排除战略上的制衡。

和 3G/4G 时代多个标准并存不同，5G 可能实现全球统一标准。标准中的话语权必然要争，这就要看在各个环节参与的程度，而更多技术被 5G 标准使用，也会让企业拥有更多的专利储备，尤其是在手机方面。一旦标准实施了，专利被侵权就可以主张收费。

最后普及一个小常识，LDPC 码是由 MIT 的教授 Robert Gallager 在 1962 年提出，Polar 码是由土耳其比尔肯大学教授 E. Arikan 在 2007 年提出。

其实这个问题和一些媒体报道，描述的都不太准确。

• eMBB：增强移动宽带，顾名思义是针对的是大流量移动宽带业务；
• URLLC：超高可靠超低时延通信，例如无人驾驶等业务（目前，3G响应为500ms，4G为50ms，5G要求0.5ms）；
• mMTC：大连接物联网，针对大规模物联网业务；

本次决定的编码方案，是针对eMMB场景，虽然不是5G的全部，但显然，eMMB很可能是最有商业价值的场景。

之后会再决定URLLLC场景下的编码方案，最后会决定mMTC场景下的编码方案。之后的两块蛋糕也非常重要，希望中国企业再接再厉。

• Turbo码：由法国的Berrou和Glavieux提出，并被3G和4G采纳入标准之中，不过由于种种原因，Turbo码最先扑街，无缘5G；
• LDPC（低密度奇偶校验）码：由美国的Gallager（MIT教授，通信大牛，著有经典教材principles-of-digital-communication）在1962年提出，这是最早的可以逼近香农极限（信道容量）的信道编码方式。不过由于计算复杂度高，当时硬件难以承受，所以直到1996年之后才引起通信行业的关注，并被WIFI（IEEE802.11）采纳入标准；
• Polar（极化）码：由Gallager的学生Arikan提出，他1985年毕业后没有在美国找到教职，于是就回土耳其工作。十年磨剑，期间默默无闻，最后在2007年憋出了大招，提出了Polar码，被证明是人类已知的第一种能够被严格证明达到香农极限的信道编码方法（在二进制输入对称离散无记忆信道下）。

所以LDPC不是高通提的，Polar码也不是华为提的。那两者性能都十分优异，而且其实提的时间都很久了，但为什么现在才考虑采纳入标准里呢？

看Arikan的引用统计就能看出来，他在发表Polar码前的十年，几乎就没人知道他，引用数寥寥无几。

由于提出到实用会隔很多年，而且其中需要解决的技术问题也颇多，所以各个通信巨头都会像押宝一样，早在5G开始商议之前，就开始大量积累相关技术专利，其中当然也有压错方向的，也有广撒网的。

这次高通主推LDPC，而华为主推Polar就说明，两家公司虽然没有原创提出这两种编码方式，但一定是在主推的方向有更多专利或者优势。

而对比一下3G。3G的多址接入方式是CDMA，而CDMA的相关核心专利基本上都属于高通，所以高通一家独大，所有运营商和设备商都必须要给高通缴纳专利费。而4G由于一些兼容性问题，也还要继续使用高通的技术。而当时的中国企业则是只能乖乖缴纳专利费，甚至是黑箱的专利费（高通不公开对每家企业收取的专利费数额 form 魅族）

虽然能给中国通信行业带来多少收益很难说，我也不知道他们具体有多少技术积累和专利积累，也听有人说是高通吃肉，留给了华为一点带渣的汤。

但这肯定是个利好消息，标志着中国通信行业从追到、持平，到最后引领世界的历程。对比3G和4G时代的颓势，可以说这场胜利真的是来之不易，所以必定是浓墨重彩的一笔。

也希望中国企业可以在后两种场景里，再抢下几块蛋糕。

作为华为的一员，真的感到很激动！虽然我不是研发的兄弟， 但我知道无论我们占有再大的市场，搬迁了多少诺基亚爱立信设备，我们都不会真正被人尊重。
从今天起，在5G协议上我们至少占有一席之地，成为标准的制定者之一。这是值得铭记的一天