业内人士解密：5G为何采纳华为的Polar码？

　　3、为何5G采纳了Polar码?

　　这个小标题应该叫：5G为何采纳了Polar码和LDPC码?又为何放弃了Trubo码?

　　先从什么叫信道编码说起。当我们拿起手机刷朋友圈时，数据通过无线信号在手机和基站间传送。由于受到无线干扰、弱覆盖等原因影响，我们手机发送的数据和基站接收到数据有时会不一致，比如，我们手机发送的1 0 0 1 0，而基站接收到的却是1 1 0 1 0，为了纠错，移动通信系统就引入了信道编码技术。

　　信道编码，简单的讲，就是我们在有K比特的数据块中插入冗余比特，形成一个更长的码块，这个码块的长度为N比特位，N>K，N-K就是用于检测和纠错的冗余比特，编码率R就是K/N。一个好的信道编码，是在一定的编码率下，能无限接入信道容量的理论极限。

　　在过去几十年里，出现了两种接近容量极限的信道编码技术：LDPC和Turbo码，分别被3G和4G通信标准和WiFi标准采纳。2007年，土耳其教授E. Arikan提出了Polar码，被称为是迄今发现的唯一一类能够达到香农限的编码方法。

　　所以，这三种优秀的编码技术均进入5G编码标准的法眼，并引发了一场争夺赛。

　　为何这场争夺赛这么激烈?

　　都是KPI惹的祸。

　　5G NR(New Radio)的KPI里，明确规定：峰值速率20Gbps、用户面时延0.5ms(URLLC)。

　　这个KPI定的太高，在4G基础上提升了20倍。报告领导，不好完成。

　　有多难呢?5G NR的下行峰值速率要求是20Gbps，由于手机(或基站)接收到的每一bit都要经过信道译码器，20Gbps就相当于译码器每秒钟要处理几十亿bit数据。

　　举个例子，20 Gbps就意味着译码吞吐量T为20 Gbps，假设译码迭代次数I为10次，处理器的时钟频率F为500 MHz，那么，I *T /F = 10*20G/500M=400，也就是说需要400个处理器并行工作。

　　(备注：译码器是信道编码最难实现的一环)

　　这也是为何很多人选择放弃3G和4G时代使用的Turbo码的原因之一，因为4G的最大速率不过1Gbps，传统Turbo码通过迭代译码，本质上源于串行的内部结构，所以，有人认为Turbo遇上更高速率的5G时就遇到了瓶颈。比如LDPC译码器是基于并行的内部结构，这意味着译码的时候可以并行同时处理，不但能处理较大的数据量，还能减少处理时延。尽管可以采用外部并行的方式，但又带来了时延问题。