極化碼編解碼復雜度

Ⅰ 機情觀察室：華為5G polar Code是什麼

【IT168 評測】11月18日，在互聯網上當所有人都被林丹出軌刷屏的時候，可能許多人並沒有注意，在大洋彼岸的拉斯維加斯舉行的3GPP RAN1#87次會議上，正式宣布由華為主推的Polar碼成為5G eMBB場景下控制信道的短碼編碼方案。而隨後在互聯網上，一些諸如「碾壓高通」「稱霸5G」類似的報道連篇累牘，點燃許多吃瓜群眾愛國之情，紛紛在朋友圈、微博上奔走相告好不歡喜。我們今天的機情觀察室，就來聊聊Polar碼是個什麼東西，所謂的華為「拿下」5G又是怎麼回事？

LDPC碼和Polar碼究竟是什麼?

首先，無論是LDPC還是polar，都是一種信道編碼，並且均為第一次入選3GPP的標准。信道編碼是通訊行業中的一個名詞，廣泛用作表示檢測及糾正編碼錯誤的一種術語，常常用於通信及存儲領域，是通信系統的核心技術之一。簡單的說就是信道編碼就是在傳輸過程中保護數據以及在出錯時恢復數據用的一種數字調制方式。

▲信道編碼相當於數據的保護盒

因為在無線傳輸過程中，我們會將比較復雜的模擬信號(含有復雜的數據信息)轉化成簡單的數字信號(由0和1組成)，這樣雖然便於傳輸但是會影響還原數據的准確性。因為無線數據傳輸過程中，往往會出現摻雜噪音或者丟失數據的情況。信道編碼則是將這些數字信號進行分組，接收存儲之後再重復接受並與之前存儲的數據進行對比，如果相同分組的數據相同則判斷為正確。比如接受存儲的數據為1，經過3組對比後該數據全部為1，則判斷正確傳輸數據1。信道編碼的作用就像在運快遞，有用的數據是你買的東西，但是為了確保東西安全送給你，需要對其包裝。本來一車能運100個，現在包完了只能送50個，但是准確率有所提高。

對於5G網路來說，3GPP對5G網路的定義范圍包括：eMBB（大流量移動帶寬業務）、mMTC（大規模物聯網）、URLLC（低延時高可靠的業務，比如自動駕駛）。整個5G網路覆蓋的場景對下載速率、時延的要求更加嚴格。因此，對於信道編碼來說，在保證可靠性的前提下，效率顯得異常重要。這里的效率，指的是接近信道容量的極限：香農限。簡單來說，香農限是指在帶寬一定、噪音已知(可以根據通道數據算出來)的情況下，一個傳輸通道能通過有用的數據量上限能夠接近信道所能容納的最大數據量。目前，能夠符合5G網要求的信道編碼就只有LDPC和Polar。

▲典型的LDPC

LDPC碼：即低密度奇偶校驗碼。在1963年由MIT的Gallager博士提出，但在當時由於計算過於復雜而被人所忽略。後來經過不斷努力，簡化LDPC解碼演算法。之後，有人發現LDPC碼可以逼近香農極限，此時的LDPC碼又回到大家的視野。LDPC碼是一種具有稀疏校驗矩陣的線性分組碼，具有更低的誤碼平台，解碼過程簡單高效，復雜度和時延都比較低，目前已經在廣播系統、有線、無線甚至航空航天等通訊系統有所應用，編解碼的演算法比較成熟。

▲Polar Code的優勢

Polar碼：即極化碼。與有著50多歲高齡的LDPC碼相比，Polar碼完全算得上少年兒童。Polar碼由土耳其教授Erdal Arikan在2008年提出。Polar碼基於信道極化理論，在解碼時將信道分為無噪信道和全噪信道，將有用的信息分到無噪信道，將垃圾信息分到全噪信道。因此在理論速度上，Polar碼可以擁有無限逼近香農極限的速率，相比LDPC碼，Polar碼在網路性能能更有優勢，並且編碼和驛碼的復雜度也比較低。

LDPC碼與Polar在入選5G標准中的差異?

而從3GPP RAN1#87次會議的最終結果來看，eMBB場景下，LDPC碼最終成為eMBB成為數據信道編碼長碼，而Polar碼則是控制信道短碼編碼方案。polar碼也並非唯一的標准，而是作為控制信道的短碼。因此主要的問題，就在於數據信道與控制信道、長碼與短碼之間的區別。

簡單來說，控制信道主要負責傳輸指令和同步參數，數據信道主要傳輸數據。舉個例子，比如高速公路，數據信道相當於主路，傳輸各種主要信息，控制信道相當於應急車道，個中作用大家可想而知。而控制信道中所謂的「長短碼」，則是將數字信號所形成的二進制指令進行分組，常用的信息用相對短的二進制位數表示，不常用信息的採用相對長的二進制位數表示。這樣做可以在指令不變的情況下更迅速的進行編碼(常用碼較短，易校對編譯，不常用的較長，可以快速的帶過並且不會影響數據的准確性)。

因此從會議確定的結果來看，此次華為不僅不是所謂的「拿下5G標准」，甚至在5G的eMBB場景下也不是唯一編碼標准。在整個5G eMMB場景中，LDPC拿下數據信道與長碼，Polar拿下控制信道與短碼，最多算是平分秋色。

Polar碼入選5G標准對意味著什麼?

▲會議上支持華為的企業

關注手機的人或許聽說過一句玩笑：高通就是一家賣基帶送處理器的公司。這也從某方面顯示出通訊專利對於企業的重要性。此次Polar碼入選5G標准，對於以華為為首主導Polar碼的中國通訊界，經過多年的努力，終於能在世界通訊標准中立足，盡管只是確立5G標准進程中的一小部分，但也終於實現了中國通訊企業從無到有的一大步，在基礎標准領域有了一定的話語權。並且對於主導Polar碼的華為以及其它中國企業，其已經積累的研究成果在未來有了落地的可能性。

Ⅱ 5g技術不是韓國最早研發的嘛怎麼現在又成了華為的專利了到底是誰發明的

5G不是誰發明的，是全世界都在研究。華為從來沒有說5G是華為發明，都是一些沒有道德底限的營銷自媒體為了恰爛錢栽贓給華為的，不過華為官方似乎很喜歡這種輿論導向，也不加以辟謠。
華為擁有的5G專利，是 Polar碼
土耳其通信技術專家，畢爾肯大學電氣工程系教授 Erdal Arikan
在 2007年發現信道極化現象及極化碼。極化碼能夠大大提高5G編碼性能，降低解碼復雜度和接收終端功耗，迅速獲得了業界認可，被稱為「Polar碼之父」。
這10年 華為一直致力於研發 Polar碼，有其關鍵專利，這里不要說土耳其人為啥要幫助華為，說明人家科學家是造福全社會為主旨，不是為了某利益集團服務的。
而高通研究的LDPC(低密度奇偶校驗碼)，是另一條方向。
那麼如果指定5G標准，理論上是要少數服從多數多數的。雖然華為5G更先進這是中國第一次站在世界通訊技術前沿領跑，但是手機基帶巴龍5000隻有華為自家使用，高通基帶其他品牌都在用。這就導致了一個商量局面。
直到現在 國際上開了許多次所謂的投票大會，其實並不是說你投了華為，以後就是華為標准了。說句不好聽的，沒有5G基站的信號，5G手機也是個擺設。
所以這個標准很大可能還是以高通標准為主，畢竟大多數品牌還是用的高通基帶，就連驕傲的蘋果明年也不得不使用高通X55基帶。據說蘋果收購了英特爾的基帶團隊打算自研基帶。不過明眼人都直到，這基帶不是那麼好研發的，高通這個公司就之致力於晶元和基帶的研發，沒搞過別的東西，CDMA標准壟斷通訊20年。
所以就別再糾結什麼5G了，等你能白菜價用上5G套餐，6G套餐就出來了。人家日本直接跳過5G搞6G，美國到現在都沒有5G
韓國只是全世界第一個商用化5G的國家，平昌冬奧會就是場館全覆蓋5G的，速度快嗎？是很快，比咱們的4G快多了，比華為5G測試的速度差遠了。
可是人家國家人少呢，網路資源本來就是有限的，人多人均就低。4G發展至今各位的下載速度超過4G標準的30MB/S了嗎？反正我移動4G最高也就4MB多。
so so 管他誰發明的，基站是國家建設，但是辦5G是要錢的。別人的再好國家不讓你用也是白搭。將來國內5G慢的跟烏龜一樣你不也就只有用這個。

Ⅲ polar極化碼優缺點

polar極化碼優缺點分別是：

polar極化碼優點是：

1、 Polar碼逼近香農限的性能具有強有力的理論支撐。

2、polar極化碼具有明確的構碼方法。

3、polar極化碼它的編解碼復雜度相對較低。

4、polar極化碼採用合適的解碼方法如（CA-SCL演算法），其性能可超越最好的LDPC碼與Turbo碼。

polar極化碼缺點是：polar極化碼解碼過程高並行度不容易實現，導致其時延相對較大。原因是SC解碼演算法的機制為逐比特解碼。

polar極化碼的理論基礎是：

並且Polar 碼的理論基礎就是信道極化。信道極化包括信道組合和信道分解部分。當組合信道的數目趨於無窮大時，則會出現極化現象：一部分信道將趨於無噪信道，另外一部分則趨於全噪信道。

這種現象就是信道極化現象。無噪信道的傳輸速率將會達到信道容量 I (W )，而全噪信道的傳輸速率趨於零。Polar 碼的編碼策略正是應用了這種現象的特性，利用無噪信道傳輸用戶有用的信息，全噪信道傳輸約定的信息或者不傳信息。

Ⅳ 5G標准投票中華為獲得的專利是什麼有什麼用

華為是獲得了5G短碼標准即5G標準的Polar方案，也就是5G控制信道的標准，而高通是獲得了5G長碼標准（5G標準的LDPC方案）。

該問題的根源主要是5G標準的重要性。

信道編碼是5G通信標准中重要的組成部分之一，對於晶元復雜度，終端成本，功耗，以及專利費用都有很大影響。而且，掌握5G標準的主導權，對於相關產業的發展也意義重大。

Polar Code是極化碼。2008年在國際資訊理論ISIT會議上，Arikan首次提出了信道極化的概念，基於該理論，他給出了人類已知的第一種能夠被嚴格證明達到信道容量的信道編碼方法，並命名為極化碼（Polar Code）。

Polar碼具有明確而簡單的編碼及解碼演算法。包括華為在內的許多公司5G研發都立足於此，該專利將決定後續5G標准實行後的一系列問題。

(4)極化碼編解碼復雜度擴展閱讀

本次Polar Code成為5G控制信道eMBB場景編碼方案，則是中國廠商技術實力和國家綜合實力的體現。本次華為主推的Polar Code在理論上證明了在二進制輸入對稱離散無記憶信道下，極化碼可以「達到」香農容量，並且有著低的編碼和解碼復雜度。具體來說Polar Code具有三大優點：

一是Polar Code相對於Turbo有更高的增益。

二是Polar Code的可靠性相對於Turbo更高，在5G超高可靠性業務應用中能實現99.999%的可靠性。

三是Polar Code解碼復雜度較低，在相同負責度的情況下，對比Turbo功耗可以降低20多倍。

另外，華為主推的polar碼的主要優點除了糾錯能力強外，還有這是世界上唯一一種已知的能夠被嚴格證明達到信道容量的信道編碼方法，這對於高帶寬網路的規范管理具有重要的意義，而且還非常有潛力，專利壁壘也比較合適（太高的專利壁壘的技術在現在通信領域很難成為標准）。

正是因為有這些優點，使得Polar Code誕生不足十年，但是通過信道編碼學者的不斷努力，當前Polar碼所能達到的糾錯性能超過目前廣泛使用的Turbo碼（法國主推的標准）、LDPC碼（美國主推）。

Ⅳ 5g技術不是韓國最早研發的嘛怎麼現在又成了華為的專利了到底是誰發明的

5G技術是一籮筐的技術專利，大大小小不下五百個專利。。。
華為說的只是佔了其中大半，有小半是其他公司的。。。
最先研發不代表最後擁有，就像安卓系統，現在最開始研發的谷歌公司獨占的份額不到2%，華為卻已經達到5%，還剩下90%是其他公司的蛋糕。。。
簡單的說，誰占的份額多，誰說話聲音就大。。。

Ⅵ 求信道極化碼polar碼的MATLAB編解碼程序

親，這個沒法給，因為採用不同解碼方式代碼都有不同的