Sala de Observación de Inteligencia: ¿Cuál es la contraseña polar 5G de Huawei?

Revisión de IT168 El 18 de noviembre, cuando todos en Internet se vieron inundados por las trampas de Lin Dan, es posible que muchas personas no se hayan dado cuenta de que en Las Vegas, al otro lado del océano, se estaba celebrando la reunión 3GPP RAN1#87. anunció oficialmente que el código Polar, desarrollado principalmente por Huawei, se ha convertido en la solución de codificación de código corto para el canal de control en el escenario 5G eMBB. Posteriormente, en Internet, se escucharon sin cesar informes como "aplastar a Qualcomm" y "dominar 5G", encendiendo los sentimientos patrióticos de muchas personas que comen melones, y se apresuraron a contárselo en WeChat Moments y Weibo, y fueron muy feliz. Hoy en nuestra Sala de Observación de Inteligencia, hablemos sobre qué es el código Polar y qué está pasando con el llamado Huawei “tomando el control” de 5G.

¿Qué son los códigos LDPC y los códigos Polar?

En primer lugar, los códigos LDPC y los códigos Polar son códigos de codificación de canales y ambos fueron seleccionados en el estándar 3GPP por primera vez. La codificación de canales es un término en la industria de las comunicaciones. Se utiliza ampliamente como término para detectar y corregir errores de codificación. Se utiliza a menudo en los campos de las comunicaciones y el almacenamiento y es una de las tecnologías centrales de los sistemas de comunicaciones. En pocas palabras, la codificación de canales es un método de modulación digital que protege los datos durante la transmisión y los recupera en caso de error.

▲La codificación de canales es equivalente a una caja de protección de datos

Porque durante el proceso de transmisión inalámbrica, convertiremos señales analógicas más complejas (que contienen información de datos compleja) en señales digitales simples ( compuesto por 0 y 1), aunque es fácil de transmitir, afecta la precisión de los datos restaurados. Porque durante la transmisión inalámbrica de datos, a menudo se produce ruido o pérdida de datos. La codificación de canales consiste en agrupar estas señales digitales, recibirlas y almacenarlas, luego repetir la aceptación y compararlas con los datos almacenados previamente. Si el mismo grupo de datos es el mismo, se considera correcto. La codificación de canales funciona como un mensajero, los datos útiles son las cosas que compras, pero para asegurarte de que esas cosas lleguen a ti de forma segura, deben estar empaquetadas. Podrías enviar 100 a la vez y ahora solo puedes enviar 50 después del embalaje, pero la precisión ha mejorado.

Para las redes 5G, la definición de redes 5G del 3GPP varía desde eMBB (servicios de ancho de banda móvil de alto tráfico) hasta mMTC (Internet de las cosas masivas) y URLLC (servicios de baja latencia y alta confiabilidad, como redes autónomas). conduciendo) ). Todo el escenario de cobertura de la red 5G tiene requisitos más estrictos en cuanto a velocidad de descarga y latencia. Por lo tanto, para la codificación de canales, la eficiencia es particularmente importante al tiempo que se garantiza la confiabilidad. La eficiencia aquí se refiere a acercarse al límite de capacidad del canal: el límite de Shannon. En pocas palabras, el límite de Shannon significa que cuando se determina el ancho de banda y se conoce el ruido (se puede calcular en función de los datos del canal), el límite superior de la cantidad de datos transmitidos a través de un canal de transmisión útil puede estar cerca de la cantidad máxima de datos que el canal puede acomodar. Actualmente, los únicos códigos de canal que pueden cumplir con los requisitos de las redes 5G son LDPC y Polar.

▲ LDPC típico

Código LDPC: Código de verificación de paridad de baja densidad. Fue propuesto por el Dr. Gallager del MIT en 1963, pero fue ignorado en ese momento porque los cálculos eran demasiado complejos. Posteriormente, gracias a esfuerzos continuos, se simplificó el algoritmo de decodificación LDPC. Más tarde, se descubrió que el código LDPC puede acercarse al límite de Shannon. En este momento, el código LDPC es un código de bloque lineal con una matriz de verificación de paridad escasa y tiene una plataforma de tasa de error de bits baja. , y la complejidad y el retraso son relativamente bajos, se ha utilizado en sistemas de comunicación como sistemas de transmisión, cableados, inalámbricos e incluso aeroespaciales, y los algoritmos de codificación y decodificación son relativamente

▲ventajas de. códigos polares

Códigos polares: Es decir, código polar. En comparación con los códigos LDPC, que tienen más de 50 años, los códigos polares son una novedad y fueron propuestos en 2008 por el profesor turco Erdal Arikan. Los códigos polares se basan en la teoría de la polarización del canal. Durante la decodificación, el canal se divide en un canal libre de ruido y un canal con ruido completo, la información útil se divide en un canal libre de ruido y la información basura se divide en un canal completo. canal de ruido. Por lo tanto, en términos de velocidad teórica, los códigos Polar pueden tener una velocidad infinitamente cercana al límite de Shannon. En comparación con los códigos LDPC, los códigos Polar pueden tener más ventajas en el rendimiento de la red y la complejidad de la codificación y los códigos de etapa también es relativamente baja.

¿Cuáles son las diferencias entre LDPC y Polar en los estándares 5G?

A juzgar por los resultados finales de la reunión 3GPP RAN1#87, en el escenario eMBB, eMBB finalmente utilizó el código LDPC como canal de datos que codificaba código largo, mientras que el código Polar era un canal de control corto. esquema de codificación de código. Los códigos polares tampoco son el único estándar, sino que son códigos cortos que se utilizan como canales de control. Por tanto, el problema principal es la diferencia entre canal de datos y canal de control, código largo y código corto.

En pocas palabras, el canal de control es el principal responsable de transmitir comandos y parámetros de sincronización, mientras que el canal de datos es el principal responsable de transmitir datos. Por ejemplo, en una autopista, el canal de datos equivale a la carretera principal, transmitiendo diversa información principal, mientras que el canal de control equivale al carril de emergencia. Los llamados "códigos largos y cortos" en el canal de control son grupos de instrucciones binarias de señales digitales. La información de uso común está representada por dígitos binarios relativamente cortos, y la información poco común está representada por dígitos binarios relativamente largos. Hacerlo puede completar la codificación más rápido sin cambiar las instrucciones (los códigos de uso común son más cortos y más fáciles de revisar y compilar, mientras que los códigos poco comunes son más largos y se pueden pasar rápidamente sin afectar la precisión de los datos).

Entonces, a juzgar por los resultados de la reunión, Huawei no solo no es el llamado "estándar 5G", sino que ni siquiera es el único estándar de codificación en el escenario 5G eMBB. En todo el escenario 5G eMMB, LDPC ocupa el canal de datos y el código largo, y Polar ocupa el canal de control y el código corto, que en el mejor de los casos solo pueden considerarse divididos equitativamente.

¿Qué supone que Polar se incluya en el estándar 5G?

▲Empresas que apoyan a Huawei en la conferencia

Las personas que siguen la telefonía móvil pueden haber escuchado este chiste: Qualcomm es una empresa que vende bandas base y entrega procesadores. Esto también ilustra la importancia de las patentes de comunicación para la empresa desde un aspecto. El código Polar ha sido seleccionado como el estándar 5G para la industria de comunicaciones china, dominada por el código Polar de Huawei, después de años de arduo trabajo, finalmente puede basarse en los estándares de comunicaciones mundiales, aunque es solo una pequeña parte. En el proceso de establecimiento del estándar 5G, finalmente se ha logrado un gran paso para que las empresas de comunicaciones de China se desarrollen desde cero y tengan cierta voz en el campo de los estándares básicos. Para empresas chinas como Huawei, que lideran el mercado de códigos Polar, los resultados de la investigación que han acumulado también pueden implementarse en el futuro.