华为极化码被5G采纳，Polar码之争是胜是败？

　　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。