一場(chǎng)來(lái)之不易的勝利！華為拿下5G短碼標(biāo)準(zhǔn)

　　5G標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)在2019年發(fā)布，中國(guó)2020年進(jìn)入商用

　　前些天，在為期四天的“國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)2016年世界電信展”14日在泰國(guó)曼谷拉開(kāi)帷幕。“中國(guó)軍團(tuán)”是由中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)移動(dòng)構(gòu)成的三大運(yùn)營(yíng)商陣營(yíng);而除了國(guó)家參展，獨(dú)立參展或贊助的國(guó)際企業(yè)還有華為、中興、Cisco、Intel、Nokia、Ericsson、NTT Group等。

　　ITU世界電信展于1971年由國(guó)際電信聯(lián)盟創(chuàng)辦，至今已成功舉辦了16屆，據(jù)介紹，這是全球規(guī)格最高、規(guī)模最大的信息通信展覽會(huì)之一，也因其權(quán)威性、大規(guī)模和廣泛代表性而被內(nèi)業(yè)喻為信息、通信和技術(shù)(ICT)領(lǐng)域的奧運(yùn)會(huì)。

　　在本屆展會(huì)上，來(lái)自世界各地的很多中小企業(yè)都帶來(lái)了與5G有關(guān)的模擬產(chǎn)品。據(jù)央廣網(wǎng)，國(guó)際電信聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)趙厚麟透露，在電信市場(chǎng)上，3G、4G、5G，所有的這些先進(jìn)的通訊標(biāo)準(zhǔn)都是由國(guó)際電聯(lián)統(tǒng)一制定的。3G的標(biāo)準(zhǔn)是2002年制定發(fā)布的，4G的標(biāo)準(zhǔn)是2012年發(fā)布的。雖然中國(guó)官方已經(jīng)發(fā)布，5G在中國(guó)商用是在2020年，但是世界范圍5G的標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)在2019年發(fā)布。

　　趙厚麟介紹說(shuō)：“現(xiàn)在5G大的路子已經(jīng)基本上定下來(lái)，希望為將來(lái)5G提供技術(shù)服務(wù)和產(chǎn)品設(shè)備的主要廠商進(jìn)行測(cè)試，能夠讓標(biāo)準(zhǔn)化組織覺(jué)得這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將來(lái)能夠在市場(chǎng)上站住腳，大家都能夠接受。在這種情況下，大概還需要一定時(shí)間。我們現(xiàn)在還在請(qǐng)各個(gè)主要廠商繼續(xù)提供這方面的產(chǎn)品技術(shù)要求，希望他們提供一些測(cè)試的驗(yàn)證報(bào)告，讓大家互相之間有比較統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。”

　　趙厚麟在接受采訪時(shí)稱，過(guò)去和國(guó)際上其他的通信展一樣，他們的主要精力也僅僅集中在前沿技術(shù)之上，但2014年開(kāi)始，他們將重點(diǎn)有所偏移，今年他們希望能夠關(guān)注全球中小企業(yè)在電信市場(chǎng)上面所發(fā)揮的作用。趙厚麟說(shuō)：“為了中小企業(yè)能有更好的創(chuàng)新發(fā)展，為中小企業(yè)更好的在電信產(chǎn)業(yè)界發(fā)揮作用，也為中小企業(yè)，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展提供更好的發(fā)展機(jī)遇，所以我們想把現(xiàn)在的平臺(tái)從以往的，只為國(guó)際上面的大小設(shè)備制造商和運(yùn)營(yíng)商提供舞臺(tái)，轉(zhuǎn)為為中小企業(yè)獲得聯(lián)系或在這個(gè)市場(chǎng)上能有更好發(fā)展的溝通平臺(tái)。”

　　除了5G，本屆展會(huì)上另一個(gè)亮點(diǎn)則與中國(guó)的一帶一路戰(zhàn)略有關(guān)，很多國(guó)家都在本屆展會(huì)上帶來(lái)了他們與通訊有關(guān)的前沿技術(shù)產(chǎn)品——VR、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等。而這些技術(shù)產(chǎn)品大多都是基于互聯(lián)網(wǎng)而產(chǎn)生的。

　　三大編碼候選技術(shù)

　　由于移動(dòng)通信存在干擾和衰落，在信號(hào)傳輸過(guò)程中將出現(xiàn)差錯(cuò)，故對(duì)數(shù)字信號(hào)必須采用糾、檢錯(cuò)技術(shù)，即糾、檢錯(cuò)編碼技術(shù)，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。對(duì)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。

　　1948年，現(xiàn)代信息論的奠基人香農(nóng)發(fā)表了《通信的數(shù)學(xué)理論》，標(biāo)志著信息與編碼理論這一學(xué)科的創(chuàng)立。根據(jù)香農(nóng)定理，要想在一個(gè)帶寬確定而存在噪聲的信道里可靠地傳送信號(hào)，無(wú)非有兩種途徑：加大信噪比或在信號(hào)編碼中加入附加的糾錯(cuò)碼。

　　而Turbo碼是Claude.Berrou等人在1993年首次提出的一種級(jí)聯(lián)碼?；驹硎蔷幋a器通過(guò)交織器把兩個(gè)分量編碼器進(jìn)行并行級(jí)聯(lián)，兩個(gè)分量編碼器分別輸出相應(yīng)的校驗(yàn)位比特;譯碼器在兩個(gè)分量譯碼器之間進(jìn)行迭代譯碼，分量譯碼器之間傳遞去掉正反饋的外信息，這樣整個(gè)譯碼過(guò)程類似渦輪(Turbo)工作。因此，這個(gè)編碼方法又被形象地稱為T(mén)urbo碼。Turbo碼具有卓越的糾錯(cuò)性能，性能接近香農(nóng)極限，而且編譯碼的復(fù)雜度不高。

　　圖：Turbo編碼器結(jié)構(gòu)

　　LDPC碼即低密度奇偶校驗(yàn)碼(Low Density Parity Check Code，LDPC)，它是由RobertG.Gallager博士于1963年提出的一類具有稀疏校驗(yàn)矩陣的線性分組碼，不僅有逼近香農(nóng)極限的良好性能，而且譯碼復(fù)雜度較低、結(jié)構(gòu)靈活，是近年信道編碼領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于深空通信、光纖通信、衛(wèi)星數(shù)字視頻和音頻廣播等領(lǐng)域。LDPC碼已成為無(wú)線通信系統(tǒng)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，而基于LDPC碼的編碼方案已經(jīng)被下一代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)DVB-S2所采納。

　　極化碼是由土耳其畢爾肯大學(xué)(bilkent)Erdal Arikan教授于2008年首次提出，其論文從理論上第一次嚴(yán)格證明了在二進(jìn)制輸入對(duì)稱離散無(wú)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。

　　目前，極化碼是唯一可理論證明達(dá)到香農(nóng)極限，并且具有可實(shí)用的線性復(fù)雜度編譯碼能力的信道編碼技術(shù)。極化碼構(gòu)造的核心是通過(guò)“信道極化”的處理，在編碼側(cè)，采用編碼的方法使各個(gè)子信道呈現(xiàn)出不同的可靠性，當(dāng)碼長(zhǎng)持續(xù)增加時(shí)，一部分信道將趨向于容量接近于1的完美信道(無(wú)誤碼)，另一部分信道趨向于容量接近于0的純?cè)肼曅诺?，選擇在容量接近于1的信道上直接傳輸信息以逼近信道容量。在譯碼側(cè)，極化后的信道可用簡(jiǎn)單的逐次干擾抵消譯碼的方法，以較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度獲得與最大自然譯碼相近的性能。

　　早在3GPP討論前，Polar Code(極化碼)便在中國(guó)IMT-2020 (5G)推進(jìn)組5G第一階段外場(chǎng)測(cè)試中進(jìn)行了測(cè)試，包括靜止和移動(dòng)場(chǎng)景的性能。

　　測(cè)試結(jié)果顯示，通過(guò)極化編碼的使用和譯碼算法的動(dòng)態(tài)選擇，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了短包(大連接物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景)和長(zhǎng)包(高速移動(dòng)場(chǎng)景，如自動(dòng)駕駛等低時(shí)延要求)場(chǎng)景中穩(wěn)定的性能增益，使現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率提升10%，還與毫米波結(jié)合達(dá)到27Gbps的速率，實(shí)測(cè)結(jié)果證明極化碼可以同時(shí)滿足ITU的超高速率、低時(shí)延、大連接的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)三大類應(yīng)用場(chǎng)景需求。