5G剛有眉目：說華為拿下標準為時尚早

11月18日這幾天，通訊圈熱鬧非凡，“華為領銜拿下5G標準”的歡呼雀躍聲與“Polar不是華為、 LDPC不是高通”的冷靜態度并存，剛剛商用不到兩年的4G（LTE）技術又迎來了大升級。

經歷了在1G/2G時代的無參與、3G的試水和4G的并舉，中國對5G標準的話語權爭奪眼看著就要開始了。Polar碼被采納為5G eMBB場景的控制信道編碼方案，與其說是萬里長征的第一步，不如說在3GPP的組織下，世界各地的廠商、運營商，已經同意在“Polar”這個賽場舉辦5G這屆比賽而已，但距離“比什么、如何判定輸贏”等事宜敲定還很遠。

什么是5G

字面上講，5th Generation移動通訊技術，是下一代移動通訊技術。用戶現在正在使用的4G通訊也叫LTE（Long Term Evolution，長期演進），其定義的基本特性包括100Mb/s下行、20Mb/s上行速度，隨著其更新版本所謂4.5G的LTE-Advance Pro確定，網絡性能達到300Mb/s下行和75Mb/s上行水平，延時20ms。

隨著移動通訊應用領域的不斷拓展，5G技術不僅瞄準了速度這一個維度，同時也定義了可靠性、低延時等多個使用場景，3GPP定義了5G的3大場景：eMBB、mMTC和URLLC，eMBB對應的是3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業務，mMTC對應的是大規模物聯網業務，而URLLC對應的是如無人駕駛、工業自動化等需要低時延、高可靠連接的業務。

簡單來說，eMBB是普通消費者所熟悉的“手機”使用場景，而10月14日和11月18日兩次3GPP會議的主要成果就是，分別確定了高通領銜推薦的LDPC編碼方案為數據信道編碼方案、華為領銜推薦的Polar編碼方案為信令信道編碼方案（歡呼聲就來自后者）。不看好Polar拿下信令信道編碼的觀點在于考慮其速率問題，數據傳輸和信令傳輸使用頻度與傳輸帶寬不在一個數量級上，但僅以此否定Polar的成功也未免偏頗。應該說，兩種編碼方案同時進入同一通訊標準可謂史無前例，其中的恩怨故事稍后再講。

除了eMBB，mMTC和URLLC的相關編碼標準確定工作要延續到2017年，所有編碼方案依次確定后，才會開始相關技術細節的探討和標準確定工作。因此從這個角度來看，從5G標準開始制定、完成、頒布到商用部署，還有數年的時間要走，最樂觀，也是LDPC激進進入5G標準爭奪的說辭之一——于2020年東京奧運會投入使用。

編碼爭奪

Turbo、LDPC和Polar都是相當晦澀的技術詞匯。技術沒有國界，但使用技術的廠商卻有著國別。3G和4G技術使用了非常成熟的Turbo編碼，它是由法國人克勞德（Claude Berrou）所提出，這樣的淵源也成為以愛立信為代表的歐系通訊巨頭使用它的原因。不過，隨著4G時代的速度提升，Turbo的缺陷也逐步顯露出來：Turbo在某些碼長和碼率組合下， 特別是在短碼情況下會出現性能衰減，即編碼學里的地板效應（error floor），這一不足影響了它在低時延、高可靠性傳輸業務（URLLC）里的使用。更新版本的Turbo 2.0改進了這一不足，甚至短碼性能比LDPC更出色。

LDPC（LowDensity Parity Check Code，低密度奇偶校驗碼）由Robert G.Gallager提出，高通主導的CDMA技術家族采用了這一編碼技術。從2G時代開始，CDMA開始挑戰歐洲主導的GSM技術，然而應者寥寥，只有韓國、日本部分和美國的Verizon等運營商采用，升級3G到CDMA 1x EVDO后，性能和接受度上更是被GSM的升級版本WCDMA甩出很遠。因此在4G標準競爭中，LDPC敗下陣來，Turbo成為行業標準。LDPC并非完全沒有被應用在4G標準中，產品就是由英特爾所推出的WiMAX，但是一邊是WCDMA的再升級LTE FDD，一邊是嶄露頭角的TD-LTE，WiMAX先天不足、夭折于實驗室。

2007年，土耳其教授E. Arikan提出了Polar碼，被稱為是迄今發現的唯一一類能夠達到香農限的編碼方法。簡單地說，通過香農定理計算出的香農限，是無線帶寬和信噪比的極大值，優化編碼都是為了達到這一水平。

爭取更多的朋友

Polar并非華為的技術，只是由它所牽頭，并占有目前相關專利70%，海峽兩岸企業及科研機構參與的5G方案建議組采用了此編碼技術。濃濃的中國味，令長期壟斷移動通信技術的以前和現在的巨頭們非常不爽，Turbo 2.0落寞5G后，其擁躉愛立信毫不猶豫地加入LDPC就是背后標準及利益競爭的體現。

前有TDS-CDMA，后有TD-FDD，作為全球最大的移動通訊市場，中國企業卻難有話語權，只能在大標準已經成型的基礎上，借助市場優勢“蹭”進標準，而底層技術和專利的缺失，是缺乏話語權的根本。

之所以選擇Polar，正是能通過這樣一項更出色的新技術，推動行業發展甚至洗牌。與之相對，把控要沖的高通們，自然也不會將利益拱手相讓，未來的競爭將更加激烈。從好的方面講，能夠在底層編碼上有所突破，進入基礎通信框架協議領域，從完全受制到能與歐美技術寡頭分庭抗禮，已是向前的一大步。不過，高通主推的LDPC碼最終被確定為5G的中長碼和短碼數據信道的編碼方案，因此說高通才是這次的大贏家，華為只是獲得了部分話語權，僅限于短碼信令標準領域。

除了自身所擁有的10多億用戶，大中華區的走出國門的眾多設備以及更多的朋友，都是我國企業在5G標準競爭取勝的關鍵支撐，如多運營商、更大量的用戶和有話語權的通訊企業等。目前加入Polar陣營的企業院校包括中興、vivo、OPPO、小米、阿里巴巴、聯想、中國聯通、中國電信、中國移動、大唐電信、展訊、中國移動研究院、信威通信、酷派、宏基、聯發科技、臺灣國立大學等。