华为前工程师谈极化码被5G采纳 仅获得部分话语权

澎湃新闻   2016-11-21 11:10  

有关华为主推的Polar码(极化码)被确定为5G(第五代移动电话行动通信标准)短码信令标准,到底对中国通信行业意味着什么?

11月19日,前华为工程师、通信专家杨学志在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者采访时称,客观地说,华为主推的Polar码首次入选5G短码信令标准是标志性意义的,这是首次有中国公司进入了基础通信框架协议领域,为自己争取到一定话语权。

但他同时强调,也不能过于夸大,在全球几大通信巨头围绕5G标准的博弈中,高通在这次编码领域的竞争中还是掌握了最大话语权。

在国际移动通信标准化组织3GPP两次编码会议,高通主推的LDPC码最终被确定为5G的中长码和短码数据信道的编码方案,因此说高通才是这次大赢家,华为只是获得了部分话语权。

当地时间11月18日,在美国内华达州里诺结束的3GPP的RAN1#87会议上,3GPP确定了Polar码作为5G eMBB(增强移动宽带)场景的控制信道编码方案。至此,5G eMBB(增强移动宽带)场景的信道编码技术方案完全确定,其中Polar码作为控制信道的编码方案,LDPC码(低密度奇偶校验码)作为数据信道的编码方案。

由于Polar码是华为等中国公司主推,其入选5G短码信令标准,受到广泛关注。不过,华为方面对此颇为低调。

华为的贡献

直到11月19日,华为才对外发布了不到500字的新闻稿,通报3GPP确定Polar码为5G控制信道编码方案一事。

谈及Polar方案胜出的意义,华为公司在新闻稿中称,LDPC码与Polar码都是第一次进入3GPP移动通信系统,全球多家公司在统一的比较准则下,详细评估了多种候选编码方案的性能、复杂度、编译码时延和功耗等,并最终达成共识。LDPC码和Polar码的决策是5G标准的一个里程碑,进一步推进了3GPP全球5G统一标准的产业进程,并坚定了电信运营商、设备商、芯片和终端厂商各方共同合作的信念和决心。

至于自身在此中的贡献,华为在新闻稿中称,该公司作为中国IMT-2020 (5G)推进组的成员,参与了Polar码的研究与创新,后续也将和推进组全体成员持续加大5G的研究投入,同时与全球产业伙伴开放合作,通过充分整合全球优秀的创新资源共同推动标准化工作的协同,为形成全球统一的5G标准、提升5G标准竞争力做出重要贡献。

华为的Polar码方案主要贡献者之一万蕾博士在自己的朋友圈这样评价:“这两天的自媒体报道普天盖地,但是华为公司从来没有对3GPP的常规标准活动和进展有过报道。大家对5G标准的期待非常理解,但还是要克制不当言论,以免伤害3GPP的团结氛围。”

她还说道: "参与其中,深刻理解这只是3GPP作为国际标准化组织为电信产业贡献的又一个5G特性,这里是业界众多公司的共同贡献。技术是没有国界的,3GPP之所以成功,就是归功于它的国际化,它的罗马论坛式的技术辩论是推动技术优化趋于完善的核心机制。NR信道编码机制LDPC+Polar的决策是5G标准的一个里程碑,进一步巩固了3GPP全球5G统一标准的地位,夯实了产业运营商 网络厂商 芯片和终端厂商各方共同合作的决心。衷心祝愿3GPP的全球化的民主精神源远流长…"

“华为对Polar的介入比别人晚两年”

通信技术如此高速发展归功于现代信息论的奠基人香农,他在1948年发表了《通信的数学理论》,标志着信息与编码理论这一学科的创立。根据香农定理,要想在一个带宽确定而存在噪声的信道里可靠地传送信号,无非有两种途径:加大信噪比。或在信号编码中加入附加的纠错码。

此后围绕香农理论科学家发明出很多编码。比如,在2G/3G时代使用的Turbo码,以及这次5G标准确定的LDPC码与Polar码。

高通这次主推的LDPC很早就发明了。1963年,美国人Robert G.Gallager博士提出的一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码,不仅有逼近香农的良好性能,而且译码复杂度较低,结构灵活。

LDPC发明后,限于当时的电子技术条件,缺乏可行的译码算法,此后30多年基本被人们忽视。

但后来信息技术进步了,尤其是1993年Berrou等人发现了Turbo码。受Turbo码的启发,人们又对LDPC码进行了再发明,发现了LDPC在性能上比Turbo还要好。

1995年前后,MacKay和Neal等人对LDPC码重新进行了研究,提出了可行的译码算法,从而进一步发现了LDPC码所具有的良好性能,迅速引起强烈反响和极大关注。经过十几年来的研究和发展,研究人员在各方面都取得了突破性的进展。

2G/3G时代无线通信的核心专利一直被高通所掌控,进入4G时代高通的专利被拉到同一水平线上,这次再次依靠LDPC先掌握了5G时代话语权。

那么这次华为为何选择Polar码作为主推方案?

Polar码是于2008年由土耳其毕尔肯大学Erdal Arikan教授首次提出,是编码界的新星。但Polar首次推出后,也在学术界引发了广泛关注。各通信巨头都对Polar进行了研究,这里面也包括华为。

中国官方5G推进组的定调是,“中国公司对Polar码的潜力有共识,并投入了大量研发力量对其在5G应用方案进行深入研究、评估和优化,在传输性能上取得突破。”

通信专家杨学志接受澎湃新闻记者采访时称,Polar方案是第一次从理论上验证香农理论的极限值。“Turbo和LDPC码都是科学家认为这样做会更好,结果也确实还不错,但是无法从理论上进行验证。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。”

杨学志称,华为对Polar码的研究比别人起步晚,当时由华为5G首席科学家童文加盟华为带来Polar码的信息。“之前华为还没有注意到,其他公司早就开始研究了,因此说华为对Polar的介入比别人晚两年。”

杨学志称,大公司为了防止意外对各种技术都会研究,但最终要选择一种技术方案进行主推,那理由是之前对这种技术方案已经大量的专利储备,一旦这种方案被确定为标准,那么你就大量的专利,你就有最高话语权,别人就得向你交专利费。

“目前Polar方案华为到底掌握了多少专利还不明朗,如果Erdal Arikan教授商业头脑发达的话,可能已经申请了大量的专利在自己手里,但华为肯定是之前进行过调查研究的。”杨学志称,如果Polar核心专利掌握在土耳其这位教授手里,那华为就为别人做嫁衣裳了。

华为是胜了还是败了?

这次5G编码之争,外界看到了以华为为代表中国企业在话语权领域的突破,也看到那个雄心勃勃的高通又来了。

LDPC主导了5G中长编码以及短码的数据传输编码,应该是高通如愿以偿。华为只得到了Polar短码信令控制,虽然也是突破但未必满意。

杨学志称,从这个意义上来说,华为这是一场败仗,华为对5G研发的投入是高于很多巨头的,但实际上获得并不多。

今年早些时候,童文接受记者采访时披露,华为在2009年启动了5G早期研究,此后与哈佛大学、剑桥大学、加州大学等开展了大量合作。2012年华为开始做样机验证,2013年完成了室内样机,2015年开始大规模进入外场试验。童文还称,华为在2013年曾宣布将在5G研究和标准两个阶段投入6亿美元,其中并不包含产品开发阶段的投资。目前华为在全球有超过500名科学家在全职研究5G。

“Polar码用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。但这次是在短码上,而且是信令控制上。未来争夺是数据传输的争夺,信令虽然也重要,但是传输的信息量很小。”杨学志称,从结果上看来,这次华为得到与自己全球第一大设备商的地位不匹配。

不过,也有分析认为,华为用Polar来应战并非仅仅为了专利,而是争夺话语权,摆脱一直以来跟随者形象。这次编码之争实质是一场话语权之争,华为虽然只获得5G短码的信令控制编码,但是也不失为很好的话语权争夺演练。

“编码是通信标系统最核心的专利之一,类似盖房子的骨架,可供选择的材料很少,这次就是骨架用什么材料决定了,以后怎么做就是各家大显身手,但其实很多这些巨头公司专利早就埋伏好了,比如华为花了很多钱对Polar中长码的研发,就全打水漂了。虽然华为对LDPC也有很多积累,但是高通作为LDPC的推动者赢得了话语权,为后续的专利谈判和诉讼赢得主动地位。”杨学志称,华为作为中国公司首次参与这样的基础框架协议,从这个意义上讲是一个很大的突破,是有意义的。

不过,这次Polar方案只取得短码信令控制也不能全怪华为。Polar作为一个新方案,在3GPP里大家争议还是比较大,实际应用环节还不太成熟。

“3GPP先给你一席之地,给你练练兵。”杨学志称,在3GPP领域没有国家概念,都是企业与企业搏杀,从这个意义上来讲,即便同一个国家的两家企业也可能因为站队而互掐。

不过,这次中国军团还是体现出团结精神,在华为力推下,中兴通讯、阿里巴巴、小米、OPPO、vivo等企业都支持Polar方案。

杨学志称,创新是全世界都面临的难题,整个5G都没有很高的技术突破,但是从结果来说,整个产业面临一个重新洗牌,这次美国在最核心的编码领域赢了一场大胜仗。

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责任编辑:张幂 关键词: 华为 5G 极化码

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