在剛剛過去的11月18日，國際無線標準化機構3GPP的RAN1（無線物理層）87次會議在美國拉斯維加斯召開。經過幾天幾夜激烈的討論，3GPP最終確定Polar碼為5G eMBB（增強移動寬帶）場景的控制信道編碼方案。而在更早之前的10月14日，LDPC碼戰勝了Polar碼被采納為5G eMBB場景的數據信道的長碼塊編碼方案。換句話說，Polar碼終于在首戰失利后迎來了轉機。

　　這本來只是3GPP一次很普通的5G信道編碼會議，然而隨著網絡上一篇名為《厲害了我的中國！華為碾壓高通，拿下5G時代》文章的廣泛傳播，大量不明真相的圍觀群眾紛紛轉載并盛贊華為。在眾多國內媒體的報道中，普遍把Polar碼當做是中國華為公司主導的一種標準，而把LDPC碼當做美國高通公司主導的一種標準。不少自媒體人甚至認為，中國終于在5G時代戰勝了以高通為代表的西方國家。到了5G時代，全世界都必須使用中國標準，甚至必須給中國企業繳納專利費。然而情況果真如此么？

　　不可或缺的“信道編碼”

　　我們知道，電子產品中的所有數據都是以二進制儲存的。要想將數據傳輸給對方，只需要傳輸一連串由“0”和“1”組成的數字就可以。然而在實際傳輸過程中，信號不可避免的受到環境中各種因素的干擾。可能原來代表“0”的信號，經過干擾變成了“1”。而代表“1”的信號，也可能因干擾而變成“0”。如果不加任何處理，最終接收到的數據就不可能是正確的。

　　為了克服這一問題，信道編碼應運而生。為了增加數據傳輸的可靠性，人們在信息發送前增加必要的糾錯編碼。信號即使在傳輸過程中出現差錯，也可以通過糾錯碼的運算在接收端發現和糾正。前面所提到的LDPC碼和Polar碼，都是信道編碼的方法之一。

　　Polar碼為什么輸了5G第一仗？

　　既然LDPC碼和Polar碼同樣是信道編碼技術，為什么Polar碼會輸了第一仗呢？要想弄明白這個問題，我們先來看看這兩種編碼技術有什么區別。

　　LDPC碼（Low Density Parity Check Code）中文名叫“低密度奇偶校驗碼”，它是由Robert G.Gallager博士于1963年提出的一種信道編碼技術。它最大的特點是用于糾錯的“奇偶校驗碼”以極低的密度分散在傳輸信號當中，不僅在傳輸性能上大幅逼近“香農極限”（在指定條件下通信傳輸所能達到理論極限），同時還可以降低解碼難度，增加糾錯成功率。另一方面，由于LDPC碼提出于上個世紀60年代，核心專利早已過期。因此隨著軟件硬件整體水平的不斷提升，LDPC碼也已廣泛使用在包括深空通信、光纖通信、衛星數字視頻和音頻廣播在內的諸多領域。我們常見的CMMB（廣電主導的廣播電視網絡標準）、WiFi標準802.11n/802.11ac，甚至包括嫦娥二號在內的航天通信領域使用的都是LDPC碼。

　　Polar碼（極化碼）是由土耳其畢爾肯大學的Erdal Arikan教授于2008年提出的，其最大的特點是在極低的編碼和譯碼復雜度前提下逼近“香農極限”。根據公開的資料，Polar碼可以同時滿足超高速率、低時延、大連接的移動互聯網和物聯網三大類應用場景需求。在某些應用場景上，Polar碼甚至比LDPC碼擁有更好的網絡性能。從某種意義上說，極化碼“理論上”解決了近60年來信息論和編碼領域一直想要解決的問題。（有興趣的讀者可以關注“Channel polarization： a method for constructing capacity achieving codes for symmetric binary-input memoryless channels.” 這篇論文）

　　既然Polar碼在性能上不輸于LDPC碼，某些場景的表現甚至還超過了LDPC碼，為什么Polar碼卻輸了第一仗呢？答案就在專利費和產業鏈上。一方面，由于Polar碼是2008年才推出的信道編碼標準，大量核心專利掌握在包括Erdal Arikan教授在內的企業和個人的手中。由于對未來可能繳納高昂專利費用的擔憂，很多企業并不愿意把賭注押在Polar碼上。另一方面，使用LDPC碼不僅不用繳納高昂的專利費，同時產業鏈極為成熟。而Polar碼由于推出的時間較晚，目前的測試僅僅停留在實驗室階段，尚未有足夠多的實際案例做支持。因此更多的企業選擇把賭注壓在LDPC碼上，Polar碼輸了第一仗也是必然。

　　5G標準確定還為時尚早

　　經過幾日幾夜激烈的討論，3GPP最后決定在5G eMBB場景上使用LDPC碼作為數據信道編碼方案，使用Polar碼作為信令信道編碼方案。這樣的結局，除了技術的考量以外，更多的是利益平衡的需要。有了Polar碼，高通收取專利費時就要考慮到Polar碼專利的影響。而Polar碼專利持有人收取專利費的時候，也要評估高通對此的顧慮。兩者平衡，專利費就有了談判和下降的空間。

　　除此之外，前文中提到的eMBB場景不過是3GPP確定的三個5G場景之一（3GPP確定的5G場景包括“移動寬帶增強（eMBB）”、“大規模物聯網（MassiveMTC）”、“低時延高可靠通信（Ultra-relaible and Low Latencycommunication）”三大類），后續還將決定“大規模物聯網”和“低時延高可靠通信”兩個場景下的信道編碼方案。盡管此次3GPP采納了華為所主推的Polar碼方案，現在就說“華為碾壓高通，中國拿下5G時代”顯然為時尚早。

　　總結：

　　LDPC碼和Polar碼不過是眾多信道編碼方式中的兩種，它們雖然不是中國提出的標準，卻和中國科研人員的努力有著千絲萬縷的聯系。所謂“Polar碼是華為的，LDPC碼是高通的”本身就不正確。技術的演進是循序漸進的，沒有一項技術是封閉自己而能夠獨自實現的。4G如此，5G也不例外。這次LDPC碼和Polar碼之爭，表面上看是國家與國家的競爭，實際上不過是3GPP作為國際標準化組織為電信產業貢獻的又一個5G特性而已。無論是LDPC碼還是Polar碼，都是業界眾多公司和科研機構共同努力的結果。技術是沒有國界的，華為、中興之所以成功，正是歸功于它們的國際化。也正因為如此，刻意將兩種標準對立起來就顯得毫無意義。實踐是檢驗真理的唯一標準，只有尊重事實，拋棄偏見，才能有利于我國的通信發展。以“自主知識產權”為名的利益之爭，還是少些吧！