上個月11月14日至18日,在美國里諾召開的3GPP RAN1 #87會議上,華為等中國企業主推的極化碼(Polar Code)打敗美國主推的LDPC碼和法國主推的Turbo碼,成為5G eMBB場景在短碼上的控制信道編碼方案。
這堪稱中國企業在移動通信技術上最大的一次突破。消息一出,頓時引起了自媒體和標題黨的狂歡,動輒言稱“5G標準中國定”“華為碾壓高通拿下5G時代”等浮夸之詞。
然而,事實真的是這樣嗎?
與此形成鮮明對比的是,當事方華為卻反應冷靜,從公關到參會代表都對此守口如瓶不置一詞,直到19日才發布了不到500字的新聞通報,通報上的措辭也非常謙虛,一字未提華為在其中的功勞。
在這場5G標準大戰中,華為是否真的“碾壓”高通?polar碼的勝出是否就意味著拿下5G標準的制定權?中國未來能否引領5G時代?在記者采訪到的通信學者、專家和參會人員看來,事實卻遠非人們所輕易接受的那樣樂觀。
這次在5G標準方案之爭中取得突破性的勝利,確實映照中國經濟新變局。不過,這尚是一個遠未完結的嬗變。
博弈、勝利和狂歡:
一個極化碼方案的誕生與聞名
11月16日,在美國里諾舉行的3GPP會議4組的代表潘峮悄悄走進了1組的會議室,迎接他的是一個學術“鬧市”。無論白種人、黃種人還是黑種人,混合成6大陣營“戰成一團”。潘峮有點弄不清楚哪邊是中國的陣營,他一會兒聽著一個老外在談華為的極化碼(Polar Code)的靈活性,一會兒看到一個華人在為美國高通的LDPC碼辯護。
在外行人看來,這是一個枯燥且不知所云的冗長會議。而在來自中國通信協會的潘峮看來,這是一場在會前就已經開始的利益博弈。這場沒有硝煙的爭辯一直持續到凌晨,潘峮有點支撐不住,先行離開了。新的方案不斷出現,主席不斷地把方案投在屏幕上,反對者用各種技術上的理由告訴主席他們為什么不能同意這個方案。
在離開會議現場之前,潘峮的同事用4G手機拍了一張照片,照片上記錄著與華為共簽方案其他公司的名稱,這個方案將華為的Polar Code作為短碼信道控制編碼方案。一起共簽的公司包括中國的移動、聯通、電信以及中國***的聯發科技中聯科,美國的Dish Network,日本的東芝。他們選擇共簽,代表著選擇和華為“站同一條船”。
情況再次僵持不下,就必須投票決出了。會議規定在凌晨1點前必須結束,而博弈還在進行。
17日凌晨0點45分,最終的方案確定了。國際移動通信標準化組織3GPP確定了極化碼(Polar Code)作為5G eMBB(增強移動寬帶)場景的控制信道編碼方案,這意味著華為將有望參與全球通信行業中5G通信最基礎的編碼過程。
11月16日,世界互聯網領先科技成果發布活動在烏鎮舉行。圖為美國高通公司代表在介紹5G技術。 新華社發
這對于中國來說絕對是第一次。通信行業的與會者們非常激動地在自己的朋友圈中公布這一消息,媒體蜂擁而至,自媒體公號也開始添油加醋,出現了標題多為“5G標準中國定!”“華為碾壓高通拿下5G時代!”等各種標題。華為“碾壓”美國電信巨頭高通,“華為主導5G時代通信標準”。
“標準并不是我們牽頭,也遠遠沒有到主導這一步?!贬槍@些夸大其詞的文章在談到有些自媒體的報道時,華為公關部門對記者回應稱在接受采訪時,表示華為尚且無法“碾壓”高通,更何況是“引領5G時代”。
在華為看來,這一輪的談判過程艱難異常,這些自媒體的夸大之詞容易給中國企業樹敵,加劇后續談判的困難。
全程參5G編碼方案討論的***聯發科技代表吳威德接受深晚記者采訪時表示,這次極化碼(Polar Code)的勝利是各方共同努力和互相妥協的一個結果。他用了“慘烈”一詞來形容談判的艱難。由于討論一度陷入僵持,幾乎每次有爭議時都會討論到凌晨一兩點才罷休。因為在控制信道上,絕大部分產商都比較保守,更傾向于卷積碼,所以華為、聯發科、中興為代表的極化碼(Polar Code)陣營要同時頂住高通、三星、諾基亞、愛立信、LG等LDPC和Turbo兩大陣營的圍攻。
在這種情況下,最關鍵的決勝點就是要能夠說服大部分重要的運營商,“我覺得華為在這方面做得很出彩”。在他看來,華為的動員非常給力,拉攏了很多企業、運營商特別是中國移動的支持,最終各方的團結達到了一個足以匹敵對手的局面?!白詈笪覀冇悬c把高通堵住了。”吳威德笑著說。他認為,這次談判的勝利,華為、中興、中國移動和聯發科都作出了較大的貢獻。
華為的極化碼(Polar Code)方案主要貢獻者之一萬蕾博士在自己的朋友圈上冷靜表達對此事的態度:“這兩天的自媒體報道鋪天蓋地,但是華為公司從來沒有對3GPP的常規標準活動和進展有過報道。大家對5G標準的期待非常理解,但還是要克制不當言論,以免傷害3GPP的團結氛圍?!?/p>
看到眾多自媒體公號奪人眼球的標題,潘峮也有些哭笑不得。因為本次采納的極化碼(Polar Code)短碼編碼方案只是針對5G的eMBB場景,后續還將決定URLLC場景下的信道編碼方案,最后再決定mMTC場景的信道編碼方案。在他看來,華為力推的極化碼(Polar Code)拿到短碼控制信道的編碼方案,只能算是階段性的勝利。
雖然現在極化碼(Polar Code)已經被認可了,但是還沒有正式被寫到5G標準中。因為5G的標準現在仍處于研究階段。國際移動通信標準化組織3GPP在制定標準的時候永遠有兩個階段——研究項目階段和工作項目階段。在2017年3月份之前,目前3GPP的標準制定尚處于研究項目階段,具體的實施過程要在2017年3月份之后才開始決定。另一方面,相對于11月份的勝利,華為的極化碼在10月份決定長碼的編碼方案會議中基本告敗。面對強敵高通,華為的極化碼(Polar Code)方案完全敗給高通的LDPC碼方案手中了。而這次會議中,在決定短碼的編程方案時,也出現了無數次的妥協。最后的結果是在信道長度不大于一定值的情況下,才能用極化碼(Polar Code)作為控制信道的編碼方案,超過這個數值就無法使用,限制非常多。
“所以在這種情況下,利益的博弈之中,永遠不可能做到一邊倒的狀況,只能是互相平衡?!迸藣n在接受記者采訪時如是說。他表示,在明年3月正式實施之前,誰也不知道確切的5G標準。
對于華為,還有漫長的博弈。
在整個2016年度3GPP會議上,華為力推提出的極化碼(Polar Code)方案和美國高通力推提出的LDPC碼方案始終在不斷地競爭,各有勝負。
吳威德表示,3GPP的編碼戰爭是從10月份里斯本會議開始起火,一直打到現在的里諾會議,從數據信道一直爭到控制信道。而在里斯本會議上,極化碼(Polar Code)敗給了LDPC碼,后者被采納為5G eMBB場景的長碼塊數據信道編碼方案。
也就是說,在5G eMBB場景上,極化碼(Polar Code)為控制信道編碼方案,LDPC碼為數據信道編碼方案,所以兩者目前算是勢均力敵,談“碾壓”和“顛覆”還為時過早。
吳威德對記者直言,這并不是他們最滿意的結果。“我們仍然覺得,即使在數據信道上,極化碼(Polar Code)也會有很好的表現?!彼J為,LDPC碼在長碼上有實現優勢,但在控制信道和短碼上有局限。
吳威德的技術團隊從終端的觀察發現,極化碼(Polar Code)在控制信道和短碼上表現優異,“我們一直在尋找這樣的一種碼的存在,可以最大優化能耗問題?!备A為一樣,聯發科技對polar碼也早有技術上的投資,在與華為的幾次會議交流中也達成了一定的共識。“極化碼(Polar Code)的效能是比較占優的,相對4G而言,消費者會有更好的體驗。”
但終端實現不成熟是Polar碼一個最大的軟肋,同時也成為美國高通攻擊華為等極化碼(Polar Code)陣營的一個最大的籌碼?!疤貏e在終端上的問題各方進行了很多的答辯。我們有拿出一些具體的技術方案來說服運營商,告訴他們至少在終端上極化碼(Polar Code)是沒有問題的?!?/p>
不為眾人所知的是,華為和高通并不是這兩個編碼的發明者。極化碼(Polar Code)是土耳其比爾肯大學教授埃達爾·阿利坎(Erdal Arikan)在2008年提出的,2009年開始引起通信領域的關注。而華為則對其進行了改進。目前,極化碼(Polar Code)是唯一可理論證明達到香農極限,并且具有可實用的線性復雜度編譯碼能力的信道編碼技術。
而LDPC碼是由美國麻省理工學院的教授羅伯特·加拉格(Robert Gallager)在1962年提出的,不過,受限于當時環境,難以克服計算復雜性,隨后被人遺忘。直到1996年才引起通信領域的關注。后來,LDPC碼被WiFi標準采納。正是高通將LDPC碼正式推向大規模的商業應用。
“聽說極限碼成為5G標準的一部分,我簡直興高采烈?!痹诮邮懿稍L時,發明極化碼(Polar Code)的土耳其比爾肯大學教授埃達爾·阿利坎非常開心。
在談到兩個編碼方案的博弈時,埃達爾·阿利坎教授表示他的恩師正是羅伯特·加拉格教授——LDPC碼的發明者,這位教授是他在麻省理工學院的博士學位論文導師。從這個角度來看,華為的極化碼(Polar Code)編碼方案和高通的LDPC碼編碼方案其實來自同一個祖師爺——羅伯特·加拉格。
埃達爾教授認為,不管是LDPC碼還是極化碼(Polar Code),他都很樂意看到這兩類代碼從大學的理論研究中走出來,去影響“現實生活”。至于從編碼方法來比較,兩者各有正反面,這也是為什么兩者都出現在5G的指定標準當中。
“如果不是華為作為電信行業的主力堅定而有毅力地付出努力,極化碼(Polar Code)也無法取得如今的成績。”埃達爾教授在接受深圳晚報采訪時,肯定了華為和其他中國公司及大學的努力。
據澎湃新聞報道,華為對極化碼(Polar Code)的研究比別人起步晚兩年,當時由華為5G首席科學家童文加盟華為帶來極化碼的信息。童文在今年接受記者采訪時曾披露,華為在2009年啟動了5G早期研究,此后與哈佛大學、劍橋大學、加州大學等開展了大量合作。2012年華為開始做樣機驗證,2013年完成了室內樣機,2015年開始大規模進入外場試驗。目前華為在全球有超過500名科學家在全職研究5G。
前華為工程師、通信專家楊學志在接受澎湃新聞采訪時表示,整個5G從創新角度來看沒有很高的技術突破,但是整個產業將重新洗牌。LDPC主導了5G中長編碼以及短碼的數據傳輸編碼,華為雖然在LDPC上積累頗多,但高通作為推動者卻贏得了話語權,為后續的專利談判和訴訟贏得主動地位。華為只得到了極化碼(Polar Code)信令控制,雖然也是突破但未必滿意。
極化碼(Polar Code)作為一個新方案,在3GPP里爭議還是比較大,實際應用環節還不太成熟。但埃達爾教授對此十分樂觀,“從能耗的角度來看,極化碼(Polar Code)靈活、優能、高效,它將會被越來越廣泛地使用。但面對未來的挑戰,我們還有很多事要做”。
吳威德同樣對未來的挑戰充滿期待,“只能說我們現在功力大增,未來是否會因此取得主導,我覺得還是要有持續的努力,以技術為本?!彼硎韭摪l科作為***5G聯盟的重要公司,通過聯盟在這次會議上與華為有了互補的合作,相信未來能與更多的大陸公司尋求更多技術上的互補合作。
中國制定通信標準時代何時真正來臨?
從1G到5G,基本逢10年必出新一代通信技術。每一代通訊技術的更新換代,意味著各國通信行業未來的盈利占比,更重要的是話語權。
2007年,中國的公司已經加入3GPP。中國通信協會成員潘峮回憶,那時中國的公司在會議上是很弱勢的,包括華為也沒有話語權。
在3G時代,中國在通信行業的自主產權是CDMA。從性能上來講,CMDA與CMA2000和WCMA來比較差,用戶體驗不佳。但如果沒有自主的產權,中國難以培養出來像大唐、中興這樣的大公司。
同時,幾十萬的通信方面的人才在做3G自主產權的過程中被慢慢培養出來,為4G階段TD-LTE奠定基礎。到了4G時代,全世界很多國家都在使用TD-LTE。
在埃達爾教授眼中,中國正處在電信行業的探索前沿,“中國的商業領導者有如此廣闊的視野,中國的科學家和工程師有如此高的才干,中國注定將成為一個頂尖的國際競爭者。這一點將不止體現在電信行業,更是在科技的方方面面?!?/p>
2016年1月,中國5G技術研發試驗于全面啟動,5G技術研發試驗將在政府的領導下,依托國家科技重大專項,由IMT-2020(5G)推進組負責實施。其主要目標是支撐5G國際標準制定,推動5G技術研發及產業發展,促進全球5G技術標準形成。
新一代寬帶無線移動通信網重大專項總師、IMT-2020推進組顧問鄔賀銓院士曾表示,我國雖然在3G、4G開展過技術試驗,但在標準制定之前,啟動技術研發試驗還是第一次。在開放環境下開展技術研發與驗證等工作,將有利于全球5G統一標準的形成。
根據總體規劃,中國5G技術研發試驗將在2016~2018年進行,分為5G關鍵技術試驗、5G技術方案驗證和5G系統驗證3個階段實施。在5G即將進入國際標準研究的關鍵時期,中國啟動5G研發技術試驗,搭建開放的研發試驗平臺,邀請國內外企業共同參與,推動全球5G統一標準的形成,促進5G技術研發與產業發展,為中國2020年啟動5G商用奠定良好基礎。
目前,華為、中興等7家國內外企業參與了第一階段的測試,并在9月份完成了7個無線關鍵技術和4個網絡關鍵技術的性能和功能測試。其中,華為測試驗證了極化碼在移動互聯網和物聯網業務情況下的性能優勢。第二階段試驗將重點開展面向移動互聯網、低時延高可靠和低功耗大連接三大5G典型場景的無線空口和網絡技術方案的研發與試驗,并計劃在2017年底前完成。
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