不知為何,在2016年舉行的5G eMBB場景編碼投票會在2018年被熱炒,然后一些媒體把編碼等同于5G核心技術。不少媒體還創造了Polar=華為原創=中國標準,LDPC=高通原創=美國標準,然后因Polar在控制信道有所斬獲,鼓吹“華為打敗高通,拿下5G時代”,又或是因LDPC在斬獲編碼信道,而將高通神化,比如下文:
LDPC技術在只缺華為一票的情況下被確立為5G移動寬帶數據信道的國際編碼標準,成為3G/4G/5G網絡共存時代的首發標準。高通是LDPC技術的牽頭者,借著核心專利的優勢......
最近,申同學又因為Polar碼火了,輿論上又有往沸騰體靠近的趨勢。雖然5G編碼被媒體炒作,被披上了種種光環,Polar被包裝成了黑科技,連帶著申同學也因Polar碼而被媒體“造神”,但實際上,當下說法是有很多問題的。
LDPC、Polar相對于Turbo提升有限
雖然在一些報道中Turbo成為被LDPC、Polar“吊打”的對象,但Turbo其實是也是非常牛逼的技術,已經非常接近香濃信息論的上限了,正是因此,Turbo成為3G時代和4G時代的編碼技術。
誠然,LDPC和Polar是Turbo碼之后通信技術發展的里程碑性的技術。但是由于Turbo碼已經比較接近香農限,雖然這兩個碼更接近,但是對系統容量的提升已經不大,大概是1—2%左右。
這點提升意義非常有限,因而一些媒體因為LDPC、Polar替換Turbo對5G性能提升大肆吹捧,或者把LDPC、Polar替換Turbo視為5G的革命性,是值得商榷的。
便宜好用是LDPC受青睞的根源
之前說了,LDPC、Polar比Turbo更加接近理論上限,只不過Turbo已經很接近上限了,因此,LDPC和Polar的這點提升對于系統效率而言意義不大。大家的選擇更多的還是基于各自的商業利益。
LDPC碼由美國Robert Gallager博士在1963年發明,是世界上最好用的數據傳輸編碼之一。
今天的中國國家衛星電視廣播系統(ABS-S)、中國國家地面數字視頻廣播系統(DTMB)、中國移動多媒體廣播系統(CMMB);固定接入網絡:ITU-T高速家庭有線網絡(G.hn);無線接入網絡:IEEE的802.11n、802.11ac、802.16e(WiMAX)等等,它們的信道編碼全都使用LDPC碼。也就是說,你現在用的WiFi所采用的就是LDPC編碼。
LDPC碼備受青睞的核心原因除了好用,另一個原因則是便宜,LDPC碼大量的基本專利早已過期,一些衍生專利也瀕臨過期(專利保護期一般為20年),所以諸多通信公司都對LDPC碼進行大量研發工作。
LDPC提出的比較早,因而很多專利都過期了,像摩托羅拉、愛立信、諾基亞、高通等國外老牌廠商也有一定積累,所以無論是老牌廠商,還是像OPPO、小米、VIVO、酷派等在通信技術積累方面比較有限的終端整機廠,都傾向于LDPC,這也是為何在86b次葡萄牙里斯本會議上,支持信道編碼和控制編碼都采用Polar的,只有華為一家。
*86b次會議R1-1610607提案截屏
值得一提的是,在86b次葡萄牙里斯本會議上,華為的數據信道全Polar碼提案無人支持,連華為最嫡系的華為終端和海思半導體都不支持華為用Polar碼與LDPC碼正面硬剛。
Polar并非中國原創或中國標準
雖然不少媒體在報道中,創造了“Polar=華為原創=中國標準”,“LDPC=高通原創=美國標準”的概念,但實際上,Polar并非中國原創,而是由一位土耳其教授原創,相關專利也在其手中。華為強項在工程應用,而非基礎理論創新,成果和專利也主要在這方面,華為在Polar上投入巨資,有很多Polar方面的專利,但這不等于Polar就是華為的。
根據2018年9月7日各大媒體統一發布的Polar碼專利分析宣傳稿,以新聞稿的權重分析來看,華為第一,愛立信第二,InterDigital第三,高通第四。從中可以看出,華為在Polar碼上的投入也是巨大的,而且是最強勢的。
同時,愛立信、InterDigita、高通等廠商也持有大量Polar碼專利。因此,Polar并非中國原創或中國標準,華為只是在手里沒有原創性技術的情況下,在一個比較新的技術上投入海量資源將其工程應用化,華為和愛立信、InterDigita、高通一樣,是Polar碼應用化的重要推手,Polar并非中國原創或中國標準。
LDPC并非高通原創 更非美國標準
之前介紹過,LDPC碼由美國Robert Gallager博士在1963年發明,而高通公司成立于1985年,很顯然,LDPC不可能是高通原創的。而且由于這項技術問世已經半個世紀了,全球很多廠商在LDPC上也有一定積累,而且大量專利已經過期,這也是為何諸多廠商支持LDPC的根源。
在《中國知識產權報》2015年的報道中這樣寫到:
目前,LDPC 編解碼領域的專利申請人主要集中在中國、韓國、日本、美國等國家和地區。其中,中國的專利申請量位居第一位,為 595 件,申請人主要集中在企業、高校及科研院所,這說明國內在該技術領域具有較強的研發實力和創新能力,尤其是部分企業已經擁有了一定數量的專利申請。韓國、日本和美國的專利申請量分別為 279 件、269 件、268 件,這 3 個國家在該技術領域也具有一定優勢。
來源:《LDPC編解碼領域中國專利申請數據分析》
據該文披露,至2015年,三星以216件LDPC碼專利申請量排名第一,高通以57件專利申請量排名第4,華為以51件專利申請量排名第5。
在谷歌專利查詢工具Google Patents上,以LDPC為關鍵詞,可以看到專利受讓人榜單中博通排第一,三星第二,高通第五;以LDPC code為關鍵詞,則是三星第一,博通第二,高通連前十都沒進。
圖片來源:Google Patents關鍵詞搜索結果
顯然,支持LDPC碼并不等于支持高通。在3G/4G時代備受高通專利剝削的企業也不會選擇“高通的LDPC”。LDPC提案發起人是三星,而非高通。高通除了開始配合三星參與了LDPC碼的提案,后續會議LDPC碼獲得三星、索尼、聯想、英特爾等支持,高通未表態。這從側面證明了LDPC碼與高通的關系遠沒那么密切。
*86b次會議R1-1610767提案截屏
*87次會議R1-1613342提案截屏
在2016年前,所有的中文媒體均將LDPC碼視為中國企業后發先至的法寶,2018年后,LDPC碼被造謠者一夜之間強行捆綁成了高通的財產。
華為力推Polar是基于自身商業利益考量
LDPC不等于高通原創或美國標準,Polar不等于華為原創或中國標準。把LDPC搶到編碼信道鼓吹高通贏了,中國輸了,并不客觀。同理,把Polar在控制信道有所斬獲就宣傳華為贏了,拿下5G時代也不客觀。
之前介紹了,在《中國知識產權報》2015年的報道中表明,LDPC 編解碼領域的專利申請人主要集中在中國、韓國、日本、美國等國家和地區。其中,中國的專利申請量位居第一位,為 595 件,韓國、日本和美國的專利申請量分別為 279 件、269件、268 件。正是因此,在2016年前,所有的中文媒體均將LDPC碼視為中國企業后發先至的法寶。然而,2018年后,LDPC碼被造謠者一夜之間強行捆綁成了高通的財產。
這實在令人啼笑皆非。
華為之所以會力推Polar,主要是基于自身商業利益上的考慮,因為華為在Polar上投入了大量,在Polar上比較強勢,就專利數量來說位列第一。然而,由于Polar太新了,國內外只有華為、愛立信、InterDigital、高通等少數大企業投入了較多資源做工程應用,國內其他廠商不具備如此雄厚的資金和人力緊跟新技術。
因此,國內企業、高校及科研院所都持有LDPC專利,而且中國在LDPC專利數量上優于美國、日本、韓國,因而在86b次葡萄牙里斯本會議上,諸多國內廠商和科研院所會支持LDPC。
但對于華為而言,華為在Polar上投入了大量資金做研發,不能讓投入打水漂,因而肯定傾向于Polar。何況其在LDPC的話語權顯然不如其在Polar上的話語權,因而選擇Polar對華為最為有利。
可以說,Polar碼代表的不是國家利益,也不是中國廠商的整體利益,而是在Polar碼上布局較多企業的利益,比如華為、愛立信、InterDigital、高通等公司,其中,收益最大的就是華為。
而國內外眾多廠商之所以支持LDPC,只有華為一家死拼Polar,主要是因為兩點:
一是LDPC碼那樣在多個領域進行過長時間的技術驗證,而Polar是2008年提出的新技術,在此前并未像LDPC碼那樣在多個領域進行過長時間的技術驗證。諸多廠商肯定希望采用更加成熟的技術。
二是LDPC是上世紀60年代提出的技術,由于專利保護一般是20年,因而LDPC很多專利早已過期了。相比之下,Polar是土耳其教授2008年發明的,在整個5G生命周期內基礎專利都不會過期(要交專利費),因而諸多商業公司肯定選擇大量專利過期的LDPC。
編碼只是5G關鍵技術的一部分 不宜過度炒作
鐵流以前介紹過,5G關鍵技術是一整套技術體系,主要包括調制、編碼、多址、多天線、組網等。
在調制上,多年以來一直沒變,3G、4G、5G用的都是同一套東西。
編碼上換了LDPC和Polar,LDPC和Polar技術很牛,已經非常接近理論極限,代表了人類對自然界探索的里程碑。但因為此前的Turbo也很接近理論極限了,因而LDPC和Polar相對于Turbo系統效率提升微乎其微。
多址上雖然眾多寡頭大廠鼓吹NOMA,但由于NOMA的增益為零,最后還是用了4G的老技術,堪稱打臉。
組網方面CoMP也是沒啥提升,運營商經過測試后發現增益為0。而mass MIMO則屬于擺拍就行,實戰不行的玩意。只能實現一些比較簡單增益有限的,比較復雜的增益比較夸張的無法實現。
事實上,現在的5G系統效率相對于4G沒啥提升,完全是靠暴力提升網速的。因而帶來5G基站功耗巨大,成本倍增,覆蓋范圍僅有300米等問題。
因而如果在基礎理論上有所突破,改進的空間非常大,大家應該多關心基礎理論,以及多址、多天線、組網等沿用老技術,或技術上開倒車,或不成熟的技術等方面有沒有突破,而不是整天盯著編碼,把編碼這個系統效率提升微乎其微的玩意當成5G核心技術的全部。
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