華為力挺的5G短碼你了解多少？

　　上周，在美國內(nèi)華達(dá)州里諾剛剛結(jié)束的3GPP RAN1 87次會(huì)議討論上，歷經(jīng)千辛萬苦，中國華為公司主推的Polar Code（極化碼）方案，成功成為5G控制信道eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）場景編碼方案。這是中國公司首次進(jìn)入基礎(chǔ)通信框架協(xié)議領(lǐng)域，成為了中國通信史上一座新的里程碑，其最大意義在于加大了中國企業(yè)在全球通信領(lǐng)域的話語權(quán)，這無疑是一則令國人揚(yáng)眉吐氣的消息！

　　什么是長碼，短碼，編碼信道、控制信道？

　　目前，中國華為公司主推的Polar Code（極化碼）方案，成為5G控制信道eMBB場景編碼方案，而LDPC碼成為數(shù)據(jù)信道的上行和下行短碼方案。5G中長碼編碼也確認(rèn)為LDPC方案。那么，長碼，短碼到底是什么意思呢？

　　優(yōu)化的編碼致力于用最短的二進(jìn)制位數(shù)表示一個(gè)指令，越短效率越高。在指令數(shù)量不變的情況下，越常用的指令當(dāng)然越短越好，但是指令不等長將造成接收端沉重的處理負(fù)擔(dān)。然后用等長的編碼顯然會(huì)導(dǎo)致無效數(shù)據(jù)的大量傳輸，浪費(fèi)帶寬。于是把指令編成兩個(gè)組（個(gè)別也有三個(gè)組的），常用的用相對短的二進(jìn)制位數(shù)表示，不常用的用相對長的二進(jìn)制位數(shù)表示。短碼代表常用的指令，長碼代表不常用的指令。

　　那么，華為力爭到的短碼控制信道和高通斬獲的編碼信道又是什么呢？

　　控制信道（CCH）是用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)的信息通道，主要用于傳輸指令操作下級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程中由于受到外界干擾可能產(chǎn)生錯(cuò)誤，為了糾正這些錯(cuò)誤，以及不讓錯(cuò)誤信息進(jìn)一步積累，對要在信道中傳送的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行的糾、檢錯(cuò)編碼就是信道編碼。隨著傳輸速度的提高和同時(shí)工作的傳輸協(xié)議的種類越來越多，數(shù)據(jù)信道的數(shù)量也隨之大幅增加，信道編碼的傳輸漸漸獨(dú)立出來，由專用的信道負(fù)責(zé)，也就是編碼信道，這可以增強(qiáng)數(shù)據(jù)在信道中傳輸時(shí)抵御各種干擾的能力，提高系統(tǒng)的可靠性。

　　Polar Code有什么優(yōu)點(diǎn)？

　　信息編碼是信息傳播的核心中的核心，有點(diǎn)類似于人類交流要借助語言編碼，而漢語、英語就是信息的載體，而根據(jù)香農(nóng)第二定理，只要信息傳輸速率小于信道容量，就存在一類編碼，可以使信息傳輸?shù)腻e(cuò)誤率任意小。根據(jù)這一定理，科研人員們相繼研發(fā)出RS碼、卷積碼、Turbo碼等技術(shù)。在中國以往主推的TDS、TD-LTE等標(biāo)準(zhǔn)中，TDS的部分專利源自西門子，而TD-LTE的核心長碼編碼Turbo碼和短碼咬尾卷積碼，也不是中國原創(chuàng)的技術(shù)。

　　本次Polar Code成為5G控制信道eMBB場景編碼方案，則是中國廠商技術(shù)實(shí)力和國家綜合實(shí)力的體現(xiàn)。本次華為主推的Polar Code在理論上證明了在二進(jìn)制輸入對稱離散無記憶信道下，極化碼可以“達(dá)到”香農(nóng)容量，并且有著低的編碼和譯碼復(fù)雜度。具體來說Polar Code具有三大優(yōu)點(diǎn)：

　　一是Polar Code相對于Turbo有更高的增益。

　　二是Polar Code的可靠性相對于Turbo更高，在5G超高可靠性業(yè)務(wù)應(yīng)用中能實(shí)現(xiàn)99.999%的可靠性。

　　三是Polar Code譯碼復(fù)雜度較低，在相同負(fù)責(zé)度的情況下，對比Turbo功耗可以降低20多倍。

　　另外，華為主推的polar碼的主要優(yōu)點(diǎn)除了糾錯(cuò)能力強(qiáng)外，還有這是世界上唯一一種已知的能夠被嚴(yán)格證明達(dá)到信道容量的信道編碼方法，這對于高帶寬網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范管理具有重要的意義，而且還非常有潛力，專利壁壘也比較合適（太高的專利壁壘的技術(shù)在現(xiàn)在通信領(lǐng)域很難成為標(biāo)準(zhǔn)）。

　　正是因?yàn)橛羞@些優(yōu)點(diǎn)，使得Polar Code誕生不足十年，但是通過信道編碼學(xué)者的不斷努力，當(dāng)前Polar碼所能達(dá)到的糾錯(cuò)性能超過目前廣泛使用的Turbo碼（法國主推的標(biāo)準(zhǔn)）、LDPC碼（美國主推）。