5G信道编码技术取得新突破

极化码同时满足ITU三大应用需求

华为近日宣布继今年4月份率先完成中国IMT-2020（5G）推进组第一阶段的5G空口关键技术验证和测试后，在5G信道编码领域的极化码（Polar Code）技术上再次取得最新突破。静止和移动场景、短包和长包场景的外场测试增益稳定性能优异，与高频毫米波频段上的组合测试实现了高达27Gbps的业务速率。测试表明，利用极化码（Polar Code）这种编码技术可以同时满足国际电信联盟（ITU）定义的高速率、低时延和多连接的5G三大类应用需求。

5G要实现的10Gbps甚至20Gbps的峰值速率、千亿的连接、1毫秒的时延能力，必须以革命性的基础技术创新来提升了网络性能。高效信道编码技术以尽可能小的业务开销增加信息传输的可靠性，信道编码效率的提升将直接反映到频谱效率的改善。构造可达到信道容量或者可逼近信道容量（Shannon限）的信道编码方法，及可实用的线牲复杂度的译码算法一直是信道编码技术研究的目标。

极化码（Polar Code）作为目前唯一可理论证明达到香农极限，并且具有可实用的线性复杂度编译码能力的信道编码技术，成为下一代通信系统5G中信道编码方案的强力候选者。极化码（Polar Code）构造的核心是通过“信道极化(channel polarization)”的处理，在编码侧，采用编码的方法使各个子信道呈现出不同的可靠性，当码长持续增加时，一部分信道将趋向于容量接近于1的完美信道（无误码），另一部分信道趋向于容量接近于0的纯噪声信道，选择在容量接近于1的信道上直接传输信息以逼近信道容量。在译码侧，极化后的信道可用简单的逐次干扰抵消译码的方法，以较低的实现复杂度获得与最大似然译码相近的性能。

华为在中国IMT-2020 (5G)推进组5G第一阶段外场的信道编码实际测试中，测试了极化码（Polar Code）在静止和移动场景下的性能，通过极化编码的使用和译码算法的动态选择，同时实现了短包（大连接物联网场景）和长包（高速移动场景，如自动驾驶等低时延要求）场景中的稳定的性能增益，使现有的蜂窝网络的频谱效率有近10%的提升，还与毫米波结合达到27Gbps的速率，实测结果证明极化码（Polar Code）可以同时满足ITU的超高速率、低时延、大连接的移动互联网和物联网三大类应用场景。

新空口技术是5G区别于传统通信技术最革命性的创新，华为通过多种新空口技术（F-OFDM，Polar Code，SCMA，Grant Free，Short TTI）的组合，总体可使5G空口提升3倍频谱效率，为5G关键技术选型做好了充分的准备工作。