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送别Turbo码!一场5G标准的战争
发布作者: 文章来源:5G 通信终端 无线通信 发布时间:2016-10-28 15:16:00 浏览次数: 字号:
   日前,人们熟睡之际,葡萄牙里斯本,阿尔蒂斯大酒店,350名来自世界各地的通信精英相聚一堂。这个深夜,他们将决定下一代移动通信系统——5G新无线(NR)的命运。
  这里正在举行的是3GPP TSG RAN WG1会议。
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   和以往一样,剧情老套。几百份提案,无数次讨论之后,情节将发展到高潮——主席先生将试图引导大家将这场争论引向一个最终的结论,一个明智的结论。争论的三方,分别代表其支持的物理层编码技术:Turbo码、LDPC和Polar码。
Turbo码阵营代表:Orange和爱立信。

  LDPC阵营代表:高通、NOKIA、Intel和三星。

  Polar码阵营代表:华为。

  Turbo码已使用于3G、4G,以及4.5G。LDPC应用于WiFi产品。Polar码似乎有点孤单,目前还没有大规模应用采纳。看起来,这是一场美、欧、中三方角力的通信标准之争。

  LDPC阵营认为,Turbo码译码时延大,不适用于5G高速率、低时延应用场景。Turbo码阵营反驳,在3/4G应用中不断改进的Turbo码是能够满足5G极端场景的。每个阵营都给出了充分的理由,不容忽视的关键因素,逻辑清晰,言辞激昂,表情坚定。尽管如此,每一个的脸上都透露出一丝紧张的表情,因为一切都无法确定,最终还得等到会议的高潮——
  主席先生将引导大家走向一个最终的决定。

  这位主席先生,我感觉就像《夺宝奇兵》里的那个美国政府特派来的印第安纳.琼斯,他要寻找传说中的“圣杯”。现场一位一直默不作声的哥们调侃道。结果你也猜到了。这场争论最终以LDPC胜出,他们找到了传说中的“圣杯”。

  会议确定5G将使用LDPC码作为移动宽带增强(eMBB)场景业务数据的长码块编码方案。在问世53年之后,LDPC终于被主流移动通信系统接纳了。陪伴我们多年的Turbo码却显得有些落魄。看起来这事和我们并不相关,其实,这场通信标准的争论,对广大人民群众是有着深远的影响的。它将决定你未来的5G手机在上网、下载内容时,将采用何种解码器,Turbo解码器还是LDPC解码器?还是Polar码?它将决定运营商的建网和维护成本,甚至5G商用进度。
总之,它和人民群众是强相关的。如果是一个错误的决定,它将增加运营商的成本,进而影响通信资费和5G进度。原本以为,争论的焦点应该只有两个:

  ①Turbo码作为3G和4G一直采用的物理层编码技术,考虑到4G向5G的平滑演进,3GPP应沿用现有的技术,直到它不能满足新的5G需求为止,这有利于加速5G推进。

  ②由于5G要支持新的用例,它需要一种新的,更优的物理层编码技术。(尽管目前市场还没有5G用例)

  原本以为,结论应该是比较中和的:继续发挥在用的Turbo码优势,并引入其它新编码技术作为补充,用于一些不适于Turbo码的5G场景。持这种想法的我,是天真的,这种和稀泥的态度和假慈悲的心理在这里是行不通的。所谓战争,就是你死我活。最终,剧情的高潮部分还是导向了LDPC阵营那边。他们没有给“敌人”留下任何余地,陪伴我们多年的Turbo码倒下了,仅在5G标准的第一阶段就倒下了。

  在很多人看来,这两种编码技术各有优缺点。

  Turbo码迭代次数多,译码时延较大,受限于5G高速率和低时延场景。但如果采用FPGA和ASIC实现,速率最高可达20Gbit/s。Turbo阵营也指出,不断改进的Turbo码是能够适应5G NR标准要求的。

  理论上讲,LDPC在一些方面是优于Turbo码的,比如,一般而言,对一定码长,Turbo码的解码迭代次数是固定的,而LDPC是可调节的,这暗示了LDPC只需较少的迭代,解码更快。同时,LDPC可更好的支持并行处理,以减少处理时延。

  但LDPC的缺点也是有的,比如硬件资源需求大,编码复杂造成额外消耗,商用成熟度相对不够。

  我有点怅然,甚至觉得这有点不合逻辑。可能是我孤陋寡闻,我一直认为Turbo码是最好的,从3G到4G,它一路陪伴走来,如果应用于5G,它将更好和3/4G协同增效,从这个角度讲,对我们大多数人是有利的。对于Turbo码的落幕,我觉得这个过程来得有点武断和生硬,至少,建网成本应该会更高了,人民群众渴望已久的5G体验怕是要多等一会了。

  有人非要把这事和专利扯上关系,于是简单查了一下(不知道准不准):

  ●Turbo码基本专利在2013年8月29日已到期。(来源维基百科)

  ●在LDPC编解码领域,三星和高通专利申请之排名均比较靠前(华为也很靠前)。(来源中国知识产权报)
  最后,那位现场一直默不作声的大哥又嘀咕了:你知道《夺宝奇兵》的结局吗?琼斯不惜一切,千方百计与对手对抗到底,最终,双方都空手而归。

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