极化码编译码复杂度

Ⅰ 机情观察室：华为5G polar Code是什么

【IT168 评测】11月18日，在互联网上当所有人都被林丹出轨刷屏的时候，可能许多人并没有注意，在大洋彼岸的拉斯维加斯举行的3GPP RAN1#87次会议上，正式宣布由华为主推的Polar码成为5G eMBB场景下控制信道的短码编码方案。而随后在互联网上，一些诸如“碾压高通”“称霸5G”类似的报道连篇累牍，点燃许多吃瓜群众爱国之情，纷纷在朋友圈、微博上奔走相告好不欢喜。我们今天的机情观察室，就来聊聊Polar码是个什么东西，所谓的华为“拿下”5G又是怎么回事？

LDPC码和Polar码究竟是什么?

首先，无论是LDPC还是polar，都是一种信道编码，并且均为第一次入选3GPP的标准。信道编码是通讯行业中的一个名词，广泛用作表示检测及纠正编码错误的一种术语，常常用于通信及存储领域，是通信系统的核心技术之一。简单的说就是信道编码就是在传输过程中保护数据以及在出错时恢复数据用的一种数字调制方式。

▲信道编码相当于数据的保护盒

因为在无线传输过程中，我们会将比较复杂的模拟信号(含有复杂的数据信息)转化成简单的数字信号(由0和1组成)，这样虽然便于传输但是会影响还原数据的准确性。因为无线数据传输过程中，往往会出现掺杂噪音或者丢失数据的情况。信道编码则是将这些数字信号进行分组，接收存储之后再重复接受并与之前存储的数据进行对比，如果相同分组的数据相同则判断为正确。比如接受存储的数据为1，经过3组对比后该数据全部为1，则判断正确传输数据1。信道编码的作用就像在运快递，有用的数据是你买的东西，但是为了确保东西安全送给你，需要对其包装。本来一车能运100个，现在包完了只能送50个，但是准确率有所提高。

对于5G网络来说，3GPP对5G网络的定义范围包括：eMBB（大流量移动带宽业务）、mMTC（大规模物联网）、URLLC（低延时高可靠的业务，比如自动驾驶）。整个5G网络覆盖的场景对下载速率、时延的要求更加严格。因此，对于信道编码来说，在保证可靠性的前提下，效率显得异常重要。这里的效率，指的是接近信道容量的极限：香农限。简单来说，香农限是指在带宽一定、噪音已知(可以根据通道数据算出来)的情况下，一个传输通道能通过有用的数据量上限能够接近信道所能容纳的最大数据量。目前，能够符合5G网要求的信道编码就只有LDPC和Polar。

▲典型的LDPC

LDPC码：即低密度奇偶校验码。在1963年由MIT的Gallager博士提出，但在当时由于计算过于复杂而被人所忽略。后来经过不断努力，简化LDPC解码算法。之后，有人发现LDPC码可以逼近香农极限，此时的LDPC码又回到大家的视野。LDPC码是一种具有稀疏校验矩阵的线性分组码，具有更低的误码平台，译码过程简单高效，复杂度和时延都比较低，目前已经在广播系统、有线、无线甚至航空航天等通讯系统有所应用，编解码的算法比较成熟。

▲Polar Code的优势

Polar码：即极化码。与有着50多岁高龄的LDPC码相比，Polar码完全算得上少年儿童。Polar码由土耳其教授Erdal Arikan在2008年提出。Polar码基于信道极化理论，在解码时将信道分为无噪信道和全噪信道，将有用的信息分到无噪信道，将垃圾信息分到全噪信道。因此在理论速度上，Polar码可以拥有无限逼近香农极限的速率，相比LDPC码，Polar码在网络性能能更有优势，并且编码和驿码的复杂度也比较低。

LDPC码与Polar在入选5G标准中的差异?

而从3GPP RAN1#87次会议的最终结果来看，eMBB场景下，LDPC码最终成为eMBB成为数据信道编码长码，而Polar码则是控制信道短码编码方案。polar码也并非唯一的标准，而是作为控制信道的短码。因此主要的问题，就在于数据信道与控制信道、长码与短码之间的区别。

简单来说，控制信道主要负责传输指令和同步参数，数据信道主要传输数据。举个例子，比如高速公路，数据信道相当于主路，传输各种主要信息，控制信道相当于应急车道，个中作用大家可想而知。而控制信道中所谓的“长短码”，则是将数字信号所形成的二进制指令进行分组，常用的信息用相对短的二进制位数表示，不常用信息的采用相对长的二进制位数表示。这样做可以在指令不变的情况下更迅速的进行编码(常用码较短，易校对编译，不常用的较长，可以快速的带过并且不会影响数据的准确性)。

因此从会议确定的结果来看，此次华为不仅不是所谓的“拿下5G标准”，甚至在5G的eMBB场景下也不是唯一编码标准。在整个5G eMMB场景中，LDPC拿下数据信道与长码，Polar拿下控制信道与短码，最多算是平分秋色。

Polar码入选5G标准对意味着什么?

▲会议上支持华为的企业

关注手机的人或许听说过一句玩笑：高通就是一家卖基带送处理器的公司。这也从某方面显示出通讯专利对于企业的重要性。此次Polar码入选5G标准，对于以华为为首主导Polar码的中国通讯界，经过多年的努力，终于能在世界通讯标准中立足，尽管只是确立5G标准进程中的一小部分，但也终于实现了中国通讯企业从无到有的一大步，在基础标准领域有了一定的话语权。并且对于主导Polar码的华为以及其它中国企业，其已经积累的研究成果在未来有了落地的可能性。

Ⅱ 5g技术不是韩国最早研发的嘛怎么现在又成了华为的专利了到底是谁发明的

5G不是谁发明的，是全世界都在研究。华为从来没有说5G是华为发明，都是一些没有道德底限的营销自媒体为了恰烂钱栽赃给华为的，不过华为官方似乎很喜欢这种舆论导向，也不加以辟谣。
华为拥有的5G专利，是 Polar码
土耳其通信技术专家，毕尔肯大学电气工程系教授 Erdal Arikan
在 2007年发现信道极化现象及极化码。极化码能够大大提高5G编码性能，降低译码复杂度和接收终端功耗，迅速获得了业界认可，被称为“Polar码之父”。
这10年 华为一直致力于研发 Polar码，有其关键专利，这里不要说土耳其人为啥要帮助华为，说明人家科学家是造福全社会为主旨，不是为了某利益集团服务的。
而高通研究的LDPC(低密度奇偶校验码)，是另一条方向。
那么如果指定5G标准，理论上是要少数服从多数多数的。虽然华为5G更先进这是中国第一次站在世界通讯技术前沿领跑，但是手机基带巴龙5000只有华为自家使用，高通基带其他品牌都在用。这就导致了一个商量局面。
直到现在 国际上开了许多次所谓的投票大会，其实并不是说你投了华为，以后就是华为标准了。说句不好听的，没有5G基站的信号，5G手机也是个摆设。
所以这个标准很大可能还是以高通标准为主，毕竟大多数品牌还是用的高通基带，就连骄傲的苹果明年也不得不使用高通X55基带。据说苹果收购了英特尔的基带团队打算自研基带。不过明眼人都直到，这基带不是那么好研发的，高通这个公司就之致力于芯片和基带的研发，没搞过别的东西，CDMA标准垄断通讯20年。
所以就别再纠结什么5G了，等你能白菜价用上5G套餐，6G套餐就出来了。人家日本直接跳过5G搞6G，美国到现在都没有5G
韩国只是全世界第一个商用化5G的国家，平昌冬奥会就是场馆全覆盖5G的，速度快吗？是很快，比咱们的4G快多了，比华为5G测试的速度差远了。
可是人家国家人少呢，网络资源本来就是有限的，人多人均就低。4G发展至今各位的下载速度超过4G标准的30MB/S了吗？反正我移动4G最高也就4MB多。
so so 管他谁发明的，基站是国家建设，但是办5G是要钱的。别人的再好国家不让你用也是白搭。将来国内5G慢的跟乌龟一样你不也就只有用这个。

Ⅲ polar极化码优缺点

polar极化码优缺点分别是：

polar极化码优点是：

1、 Polar码逼近香农限的性能具有强有力的理论支撑。

2、polar极化码具有明确的构码方法。

3、polar极化码它的编译码复杂度相对较低。

4、polar极化码采用合适的译码方法如（CA-SCL算法），其性能可超越最好的LDPC码与Turbo码。

polar极化码缺点是：polar极化码译码过程高并行度不容易实现，导致其时延相对较大。原因是SC译码算法的机制为逐比特译码。

polar极化码的理论基础是：

并且Polar 码的理论基础就是信道极化。信道极化包括信道组合和信道分解部分。当组合信道的数目趋于无穷大时，则会出现极化现象：一部分信道将趋于无噪信道，另外一部分则趋于全噪信道。

这种现象就是信道极化现象。无噪信道的传输速率将会达到信道容量 I (W )，而全噪信道的传输速率趋于零。Polar 码的编码策略正是应用了这种现象的特性，利用无噪信道传输用户有用的信息，全噪信道传输约定的信息或者不传信息。

Ⅳ 5G标准投票中华为获得的专利是什么有什么用

华为是获得了5G短码标准即5G标准的Polar方案，也就是5G控制信道的标准，而高通是获得了5G长码标准（5G标准的LDPC方案）。

该问题的根源主要是5G标准的重要性。

信道编码是5G通信标准中重要的组成部分之一，对于芯片复杂度，终端成本，功耗，以及专利费用都有很大影响。而且，掌握5G标准的主导权，对于相关产业的发展也意义重大。

Polar Code是极化码。2008年在国际信息论ISIT会议上，Arikan首次提出了信道极化的概念，基于该理论，他给出了人类已知的第一种能够被严格证明达到信道容量的信道编码方法，并命名为极化码（Polar Code）。

Polar码具有明确而简单的编码及译码算法。包括华为在内的许多公司5G研发都立足于此，该专利将决定后续5G标准实行后的一系列问题。

(4)极化码编译码复杂度扩展阅读

本次Polar Code成为5G控制信道eMBB场景编码方案，则是中国厂商技术实力和国家综合实力的体现。本次华为主推的Polar Code在理论上证明了在二进制输入对称离散无记忆信道下，极化码可以“达到”香农容量，并且有着低的编码和译码复杂度。具体来说Polar Code具有三大优点：

一是Polar Code相对于Turbo有更高的增益。

二是Polar Code的可靠性相对于Turbo更高，在5G超高可靠性业务应用中能实现99.999%的可靠性。

三是Polar Code译码复杂度较低，在相同负责度的情况下，对比Turbo功耗可以降低20多倍。

另外，华为主推的polar码的主要优点除了纠错能力强外，还有这是世界上唯一一种已知的能够被严格证明达到信道容量的信道编码方法，这对于高带宽网络的规范管理具有重要的意义，而且还非常有潜力，专利壁垒也比较合适（太高的专利壁垒的技术在现在通信领域很难成为标准）。

正是因为有这些优点，使得Polar Code诞生不足十年，但是通过信道编码学者的不断努力，当前Polar码所能达到的纠错性能超过目前广泛使用的Turbo码（法国主推的标准）、LDPC码（美国主推）。

Ⅳ 5g技术不是韩国最早研发的嘛怎么现在又成了华为的专利了到底是谁发明的

5G技术是一箩筐的技术专利，大大小小不下五百个专利。。。
华为说的只是占了其中大半，有小半是其他公司的。。。
最先研发不代表最后拥有，就像安卓系统，现在最开始研发的谷歌公司独占的份额不到2%，华为却已经达到5%，还剩下90%是其他公司的蛋糕。。。
简单的说，谁占的份额多，谁说话声音就大。。。

Ⅵ 求信道极化码polar码的MATLAB编译码程序

亲，这个没法给，因为采用不同译码方式代码都有不同的