Polar碼簡史

2008年，通信技術專家、土耳其畢爾肯大學電氣工程系Erdal Arikan教授首次提出Polar碼并發表論文。

2016年，Polar碼方案成為5G控制信道eMBB場景編碼最終方案，并成功進入5G基礎通信框架協議。

2018年，全球第一個符合3GPP標準的、支持Polar碼的5G系統正式發布。經過十年的不懈努力和投入，Polar碼從理論變成了現實應用。

眾所周知，3GPP于2018年6月正式凍結了5G New Radio的獨立組網規范。這標志著5G Release 15標準的正式發布。非獨立組網的NR規格于去年12月發布。目前，所有功能標準化工作的第一階段已經完成。去年12月，5Ｇ極化碼（Polar碼）被確認為5G標準的基本要素。

世界上第一個符合3GPP標準、支持Palor碼的5G系統，于2018年2月在世界移動大會上發布，此時距離通信技術專家土耳其畢爾肯大學電氣工程系Erdal Arikan教授關于Palor碼的論文發布已經過去了大約10年。

Palor碼——移動通信領域皇冠上的寶石

達到香農極限的Polar碼，有著低的編碼和譯碼復雜度，解決了香農信息論領域塵封近60年的難題。

Palor碼構造的核心是通過“信道極化”的處理，在編碼側，采用編碼的方法使各個子信道呈現出不同的可靠性，當碼長持續增加時，一部分子信道將趨向于容量接近于1的可靠信道（無誤碼），另一部分子信道趨向于容量接近于0的純噪聲信道，選擇在容量接近于1的子信道上直接傳輸信息以逼近信道容量。在譯碼側，極化后的信道可用簡單的逐次干擾抵消譯碼的方法，以較低的實現復雜度獲得與最大似然譯碼相近的性能。

在靜止和移動場景性能測試中，使用Polar碼的同時實現了短包和長包場景中穩定的性能增益，使現有蜂窩網絡的頻譜效率提升10%，與毫米波結合達到27Gbps的速率，實測結果證明Polar碼可以同時滿足ITU的超高速率、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。

Polar碼聲明標準專利統計分析

隨著5G第一個版本標準R15的凍結和封版，參與通信設備商，芯片制造商，運營商以及研究者都積極向歐洲電信標準化協會（ETSI，一個非營利性的電信標準化組織，目前有來自47個國家的457名成員，涉及電信行政管理機構、國家標準化組織、網絡運營商、設備制造商、專用網業務提供者、用戶研究機構等，是全球標準化組織3GPP的成員之一）披露和聲明自己擁有的5G標準相關專利（見《5G標準專題研究之一：5G標準專利，誰執牛耳？》），但各家在Polar碼領域的相關研究和布局情況又如何呢？為此，筆者對當前各公司向ESTI聲明的5G polar專利情況做了進一步的統計和分析（如下表）。

截至2018年7月，5G 新空口（NR）聲明標準專利累計達5970族，相對《5G標準專題研究之一：5G標準專利，誰執牛耳？》中6月14日統計數據新增聲明846族；目前5G新空口聲明標準專利中已有3518族有公開的專利文本。