Revisión de IT168 El 18 de noviembre, cuando todo el mundo en Internet se vio inundado por las trampas de Lin Dan, es posible que muchas personas no hayan prestado atención al 3GPP RAN1#87 celebrado en Las Vegas, al otro lado del océano. En esta reunión se anunció oficialmente que el código Polar promovido por Huawei se ha convertido en la solución de codificación de código corto para el canal de control en el escenario 5G eMBB. Luego, en Internet, se publicaron uno tras otro informes como "aplastar a Qualcomm" y "dominar 5G", lo que encendió el patriotismo de muchas personas que comen melones, y se apresuraron a WeChat Moments y Weibo para expresar su descontento. Hoy en nuestra Sala de Observación de Inteligencia, hablemos de qué es el código Polar y qué pasó con el llamado Huawei que “se hizo cargo” del 5G.
¿Qué son exactamente los códigos LDPC y los códigos Polar?
En primer lugar, tanto LDPC como polar son un tipo de codificación de canal, y ambos son estándares seleccionados por primera vez por 3GPP. 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 se utiliza para proteger los datos durante la transmisión y recuperarlos 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 números simples Señal (compuesta de 0 y 1), aunque esto es conveniente para la transmisión, afectará 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 agrupa estas señales digitales. Después de recibirlas y almacenarlas, las reciben y comparan repetidamente con los datos almacenados previamente. Si los datos en el mismo grupo son los mismos, se considera correcto. Por ejemplo, si los datos almacenados se aceptan como 1 y después de tres conjuntos de comparaciones, todos los datos son 1, entonces se considera que los datos 1 se transmiten correctamente. La función de la codificación de canales es como la entrega urgente. Los datos útiles son lo que compraste, pero para garantizar que te lo entreguen de forma segura, es necesario empaquetarlo. Originalmente, un camión podía transportar 100 piezas, pero ahora solo puede entregar 50 piezas una vez terminado el paquete, pero la precisión ha mejorado.
Para las redes 5G, la definición de redes 5G del 3GPP incluye: eMBB (servicios de ancho de banda móvil de alto tráfico), mMTC (Internet de las cosas a gran escala), URLLC (servicios de baja latencia y alta confiabilidad, como como conducción autónoma). 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 extremadamente importante y al mismo tiempo 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 el ancho de banda es cierto y el ruido es conocido (se puede calcular en función de los datos del canal), un canal de transmisión puede superar el límite superior del volumen de datos útiles y 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 el cálculo era demasiado complejo. Posteriormente, gracias a esfuerzos continuos, se simplificó el algoritmo de decodificación LDPC. Más tarde, alguien descubrió que el código LDPC podía acercarse al límite de Shannon, y en ese momento el código LDPC volvió al campo de visión de todos. El código LDPC es un código de bloque lineal con una matriz de verificación escasa. Tiene una plataforma de error de bits más baja. El proceso de decodificación es simple y eficiente, y la complejidad y el retraso son relativamente bajos. Actualmente se utiliza en sistemas de transmisión, cable, inalámbricos y. Incluso en el sector aeroespacial, cuando se apliquen sistemas de comunicación, los algoritmos de codificación y decodificación se volverán más maduros.
▲Ventajas del Código Polar
Código polar: código polar. En comparación con el código LDPC, que tiene más de 50 años, el código Polar puede considerarse un adolescente. Los códigos polares fueron propuestos por el profesor turco Erdal Arikan en 2008. El código polar se basa 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 tienen más ventajas en el rendimiento de la red y la complejidad de la codificación y los códigos de retransmisión también es relativamente baja.
¿Cuál es la diferencia entre el código LDPC y Polar en la selección del estándar 5G?
A juzgar por los resultados finales de la reunión 3GPP RAN1#87, en el escenario eMBB, el código LDPC eventualmente se convirtió en eMBB El canal de datos codifica un código largo, mientras que el código Polar es un esquema de codificación de código corto para el canal de control. Los códigos polares no son el único estándar, sino que son códigos cortos que se utilizan como canales de control. Por tanto, el principal problema radica en 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 instrucciones y parámetros de sincronización, y el canal de datos es el principal responsable de transmitir datos. Por ejemplo, en una carretera, el canal de datos es equivalente a la carretera principal, transmitiendo diversa información importante, y el canal de control es equivalente al carril de emergencia. Puedes imaginar el papel. Los llamados "códigos largos y cortos" en el grupo de canales de control son instrucciones binarias formadas por 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. Esto permite una codificación más rápida sin cambiar las instrucciones (los códigos de uso común son más cortos y más fáciles de revisar y compilar, mientras que los códigos de uso menos común son más largos y se pueden pasar rápidamente sin afectar la precisión de los datos).
Entonces, a juzgar por los resultados determinados en la reunión, Huawei no solo no es el llamado "ganador del estándar 5G" esta vez, sino que ni siquiera es el único estándar de codificación en el escenario 5G eMBB. En todo el escenario 5G eMMB, LDPC ganó el canal de datos y el código largo, y Polar ganó el canal de control y el código corto. En el mejor de los casos, estaban igualados.
¿Qué significa que el código Polar sea seleccionado en el estándar 5G?
▲Empresas que apoyan a Huawei en la conferencia
Las personas que siguen los teléfonos móviles pueden He escuchado un chiste: Qualcomm es una empresa que vende bandas base y entrega procesadores. Esto también muestra la importancia de las patentes de comunicación para las empresas en algunos aspectos. Esta vez, el código Polar fue seleccionado para el estándar 5G. Para la industria de comunicaciones china, liderada por Huawei, que domina el código Polar, después de años de arduo trabajo, finalmente puede afianzarse en los estándares de comunicaciones del mundo, aunque es solo una pequeña parte. Como parte del proceso de establecimiento del estándar 5G, finalmente se logró. Las empresas de comunicaciones de China han dado un gran paso para desarrollarse desde cero y tienen cierta voz en el campo de los estándares básicos. Y para Huawei y otras empresas chinas que dominan los códigos Polar, los resultados de las investigaciones que han acumulado tienen la posibilidad de implementarse en el futuro.