一、背景資料

5G（5th Generation，第五代移動通信技術）

相比于2G電話短信、3G低速上網(wǎng)、4G高速上網(wǎng)，5G定義了eMBB（增強移動寬帶：4G提升）、URLLC（低時延高可靠：無人駕駛，工業(yè)自動化等）、mMTC（海量連接：物聯(lián)網(wǎng)等）三大應用場景。本次事件涉及eMBB場景。

圖1：5G應用場景

3GPP（the 3rd Generation Partner Project，第三代合作伙伴計劃）

成立于1998年12月的標準化機構，最初為3G制定標準，隨后延伸至4G和5G研究。其合作伙伴（Partners）保障其話語權，包括組織伙伴OPs（Organizational Partners，歐美亞7個通信標準化機構）和市場代表伙伴MRPs（Market Representation Partner）；個體會員（Individual Members）具備投票權，共573家，一般隸屬于組織伙伴。

圖2：3GPP組織伙伴OPs與市場代表伙伴MRPs

對3GPP而言，某一技術形成標準，需反復論證和嚴格審查，先經(jīng)過研究階段SI（Study Item）輸出研究報告TR（Technical Report）驗證可行性，再通過工作階段WI（Work Item）形成技術規(guī)范TS（Technical Specification）。工作階段，相關會員由于立場不同往往相互爭論，此時3GPP將深入研究問題，形成相對合理的方案，最后以示意投票機制來收場。本質(zhì)上，標準確定方式是協(xié)商制而非民主投票制，因為科學技術往往客觀單一越辯越明，政治博弈卻相對主觀難有定論。本次事件涉及R15標準，URLLC和mMTC將之后討論。

圖3：3GPP系統(tǒng)架構和空口標準

信道（Channel）

將信號由信源傳輸至信宿的媒介，無線信道即頻段。5G NR標準包含F(xiàn)R1（Sub-6GHz，450MHz-6000MHz，n1-n255）和FR2（mmWave，24250MHz-52600MHz，n257-n511）兩個頻譜范圍，未來將從中取部分作為控制信道（傳輸指令和同步參數(shù)，信息量小，長碼無意義）和數(shù)據(jù)信道（傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)量選擇長短碼）。

表1：5G信道方案

信道編碼 （Channel Coding）

由于移動通信存在干擾和衰落，故數(shù)字信號必須采用糾、檢錯技術（信道編碼），以增強數(shù)據(jù)在信道中傳輸時抗干擾的能力。一般由學者原創(chuàng)出理論，通信廠商使之落地運用，理論到應用的過程十分復雜，許多技術需要全球通力合作。目前包含分組碼、卷積碼、級聯(lián)碼等。本次聯(lián)想投票事件涉及其中Turbo碼、LDPC碼和Polar碼。

圖4：數(shù)字通信系統(tǒng)功能框圖

Turbo（Turbo Code，渦輪碼）

應用于3G和4G，由法國教授Claude Berrou等人1993年提出的一種級聯(lián)碼，性能接近香農(nóng)極限，編譯碼復雜度低，如果采用將向后兼容，與3/4G協(xié)同增效。但由于其串行內(nèi)部結構，迭代次數(shù)多，譯碼時延大，受限于5G高速率（eMBB）和低時延（URLLC）場景，基本專利在2013年8月29日已到期，產(chǎn)業(yè)鏈成熟。

LDPC（Low Density Parity Check Code，低密度奇偶校驗碼）

4G有力競爭者，由MIT的Robert Gallager博士1963年提出，并行內(nèi)部結構，幾乎適用所有信道，性能逼近香農(nóng)極限，描述簡單易于理論研究，譯碼簡單適合硬件實現(xiàn)，1996年引起關注，目前已廣泛應用于深空通信、光纖通信、衛(wèi)星數(shù)字視頻和音頻廣播等領域，包括CMMB（廣電的廣播電視網(wǎng)絡標準）、WiFi標準、嫦娥二號等航天通信標準。專利方面，三星和高通排名靠前，華為也很靠前，由于提出時間早，目前核心專利多已過期，產(chǎn)業(yè)鏈也相對成熟。

Polar（Polar Code，極化碼）

5G新編碼技術，由土耳其教授E. Arikan在2007年提出，迄今發(fā)現(xiàn)的唯一能達到香農(nóng)限的編碼方法，具有明確簡單的編碼及譯碼算法，糾錯性能甚至可超過Turbo碼、LDPC碼，2009年開始引起通信領域的關注。由于推出時間晚，大量核心專利掌握在包括E. Arikan教授在內(nèi)的企業(yè)和個人的手中，華為也很早就開始專利布局，目前產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟。

表2：三種信道編碼對比

二、事件始末

本次聯(lián)想投票事件涉及3GPP RAN（Radio Access Network）工作組針對R15的三次會議：RAN1 #86、RAN1 #86b、RAN1 #87。

根據(jù)3GPP官網(wǎng)的信息，我們整理相關會議信息如下：

3GPP RAN1#86（時間：2016.8 地點：葡萄牙里斯本）

R1-167999 WF on Channel Coding Selection:Qualcomm Incorporated, Samsung, Nokia, ASB, ZTE, MediaTek, Intel, Sharp, MTI, Interdigital, Verizon Wireless, KT Corporation, KDDI, IITH, CEWiT, Reliance-jio, Tejas Networks, Beijing Xinwei Telecom Technology, Vivo, Potevio, WILUS, Sony, Xiaomi, OPPO

Proposal:LDPC should be selected for eMBB data channel to provide performance and implementation advantages at high rate and large blocklength

R1-168040WF on channel coding selection: Huawei, HiSilicon, CMCC, CUCC, Deutsche Telekom, Telecom Italia, Vodafone, China Unicom, Spreadtrum

Proposal:Polar code is a candidate channel coding technique for NR for eMBB, URLLC, mMTC

R1-168164WF on turbo code selection: LG, Ericsson, CATT, NEC, Orange, IMT

Proposal:LTE turbo code should be supported for NR for at least low throughput including eMBB, mMTC, and URLLC

Conclusion

The eMBB data channel coding scheme will be chosen at RAN1#86bis

Note that consideration of combinations of coding schemes is not precluded.

簡言之，各方給出提案，形成LDPC（高通等）、Polar（華為等）、Turbo 2.0（LG等）三大技術方案。此次屬于單純的討論，未進行投票，也不涉及到聯(lián)想的表態(tài)。

表3：3GPP RAN1#86結果

3GPP RAN1#86b（時間：2016.10 地點：葡萄牙里斯本）

QuestionHow many channel coding schemes should be specified for the NR eMBB data channel:

LDPC:Ericsson, Sony, Sharp, Nokia, ASB, Samsung, Intel, QC, VzW, KT, IITH, IITM, Fujitsu, MotM, Lenovo, KDDI

Polar:HW

T+L:Accelercomm, IMT, LG, NEC, Fujitsu, Orange

L+P:ZTE, Etisalat, Mediatek, Nubia, Xiaomi, Coolpad, Neul, HW devices, OPPO, CATR, TDTech, Spreadtrum, Potevio, ITRI, IDC, DT, NTU

Possible Agreements

Alt 1:

The channel coding scheme for eMBB data is LDPC

No:HW, IDC, HiSi, DT, NEC, CMCC, LG, Spreadtrum, Neul, CATR, Xinwei, TDTech, OPPO, Coolpad, Xiaomi, HW Devices, ITRI, Mediatek, Accelercom, Nubia, IMT, Orange, ZTE, ZTE Microelectronics

Alt 2:

The channel coding scheme for eMBB data is LDPC, at least for blocks larger than X

Polar coding is supported for eMBB data for blocks smaller than X

No:Sams, NEC, Intel, QC, LG, Nokia, ASB, MotM, Lenovo, KT, Ericsson, CableLabs, ITL, Sequans, Acorn, Asustek, Mitsubishi, KDDI, Wilus, Accelercom, IMT, Orange, Sony, Sharp, Fujitsu, VzW, Docomo

Alt 3:

The channel coding scheme for eMBB data is LDPC, at least for blocks larger than X

Turbo coding is supported for eMBB data for blocks smaller than X

No:HW, IDC, HiSi, Sams, Nok, ASB, KT, QC, Asustek, Spreadtrum, Mitusbishi, CATR, Xinwei, TDTech, OPPO, Intel, Coolpad, Neul, Wilus, Xiaomi, ITRI, Mediatek, Nubia, ZTE, ZTE Microelectronics, HW Devices, CableLabs, ITL, DT, VzW, KDDI, Acorn, Docomo

Agreement

The channel coding scheme for eMBB data is LDPC, at least for information block size > X

FFS until RAN1#87 one of Polar, LDPC, Turbo is supported for information block size of eMBB data <= X

簡言之，各方針對LDPC、Polar、L+P、L+T四種方案展開第一輪投票，LDPC以絕對優(yōu)勢被選為eMBB場景數(shù)據(jù)信道長碼方案，僅有華為投給了純Polar方案，包括中興在內(nèi)的中國企業(yè)都投給了LDPC+Polar方案，聯(lián)想投給了純LDPC，沒有支持Polar數(shù)據(jù)信道短碼方案，雖無關大局，但成為此次聯(lián)想事件的輿論焦點。

表4：3GPP RAN1#86b結果

3GPP RAN1#87（時間：2016.11 地點：美國內(nèi)華達）

R1-1613306 WF on hardware efficiency for 2-code eMBB data channel:Huawei, HiSilicon, AccelerComm, Alibaba, CATR, CATT, Coolpad, CMCC, China Telecom, China Unicom, Hytera, IMT, LG Electronics, Lenovo, MediaTek, Motorola Mobility, Neul, Nubia Technology, OPPO, Orange, Potevio, Spreadtrum, SRTC, Starpoint, TD-Tech, Turk Telekom, Vivo, Xiaomi, Xinwei, ZTE, ZTE Microelectronics, Coherent Logix, Skyworks，InterDigital, Etisalat

Proposal:2-code solution is supported for eMBB Data Channel

R1-1613307 WF on channel coding:Huawei, HiSilicon, Acer, ADI, Aeroflex, Alibaba, Bell Mobility, Broadcom, CATR, CATT, Coolpad, Coherent Logix, CHTTL, CMCC, China Telecom, China Unicom, Dish Network, ETISALAT, Fiberhome, Hytera, IAESI, III, Infineon, InterDigital, ITRI, Irdeto, Lenovo, Marvell, MediaTek, Motorola Mobility, National Taiwan University, Netas, Neul, Nubia Technology, OOREDOO, OPPO, Potevio, SGS Wireless, Skyworks, Sporton, Spreadtrum, SRTC, Starpoint, STMicroelectronics, TD-Tech, Telekom Research & Development Sdn. Bhd, Telus, Toshiba, Turk Telekom, Union Telephone, Vivo, Xiaomi, Xilinx, Xinwei, ZTE, ZTE Microelectronics

Proposal:Polar is supported as the channel coding scheme for DL and UL eMBB data with information block up to 1024 bits

R1-1613211WF on Channel Coding:Huawei, HiSilicon, Acer, ADI, Aeroflex, Alibaba, Bell Mobility, Broadcom, CATR, CATT, Coolpad, Coherent Logix, CHTTL, CMCC, China Telecom, China Unicom, Dish Network, ETISALAT, Fiberhome, Hytera, IAESI, III, Infineon, InterDigital, ITRI, Irdeto, Lenovo, Marvell, MediaTek, Motorola Mobility, National Taiwan University, Netas, Neul, Nubia Technology, OOREDOO, OPPO, Potevio, SGS Wireless, Skyworks, Sporton, Spreadtrum, SRTC, Starpoint, STMicroelectronics, TD-Tech, Telekom Research & Development Sdn Bhd, Telus, Toshiba, Turk Telekom, Union Telephone, Vivo, Xiaomi, Xinwei, ZTE, ZTE Microelectronics

Proposal:Polar is supported as the channel coding scheme for DL and UL control channels for eMBB

Agreement:

eMBB data channels:Adopt flexible LDPC as the single channel coding scheme for small block sizes

control information for eMBB:Adopt Polar Coding

簡言之，各方針對LDPC、Polar展開控制信道和數(shù)據(jù)信道短碼的投票，此時聯(lián)想改投L+P雙碼方案，明確支持Polar方案，最終Polar被選為控制信道方案，LDPC被選為數(shù)據(jù)信道短碼方案。值得強調(diào)的是，數(shù)據(jù)信道短碼投票中，支持Polar（51家） 會員多于LDPC（31家），但表決機制并非一家一票，我們認為， Polar碼沒拿到數(shù)據(jù)信道短碼責任不在聯(lián)想。

表5：3GPP RAN1#87 結果

總之，經(jīng)過對3GPP Final Report的仔細研究，我們認為，控制信道（Polar）和數(shù)據(jù)信道長碼（LDPC）不存爭議，聯(lián)想投票事件的焦點在于數(shù)據(jù)信道的短碼，RAN1#86中聯(lián)想投給了LDPC，但無關大局，RAN1#87中聯(lián)想投給了Polar，仍票數(shù)不夠。兩次會議態(tài)度的不一致，也是問題撲朔迷離耐人尋味的地方。但無論如何，Polar碼沒拿到數(shù)據(jù)信道短碼責任并不在聯(lián)想。

三、參考建議

事件并非空穴來風，情緒終需要回歸理性

通過事件梳理，網(wǎng)絡平臺的舊事重提并非盡是謠言，聯(lián)想華為的官方聲明卻也信息不全。誠然風波存在偶然成分，但發(fā)酵至今原因眾多，不可不察。

外部環(huán)境方面，當初，華為Polar方案被選為eMBB控制信道方案時，"華為碾壓高通占領5G時代"的夸張說法就甚囂塵上；如今，中美貿(mào)易摩擦的大背景下，"中國芯"事件暴露出某些方面的客觀事實。在部分網(wǎng)友"通信全面碾壓"的自我良好感覺和"事實上核心元器件仍掌握在國外廠商手中"的落差之下，某些情緒需要宣泄在所難免。而聯(lián)想因為在3GPP里投票的原因不可避免被推到了前臺。

然而，情緒宣泄之后終究要回歸理性。從專利和技術角度分析，Polar不等于華為更不等于中國，LDPC不等于高通更不等于美國。LDPC技術上與Polar碼相差無幾，并且產(chǎn)業(yè)相對成熟，3GPP最終方案相對合理；LDPC早已廣泛運用于我國廣電系統(tǒng)、WiFi和航天通信領域，并非高通獨有；兩個方案無論技術還是專利均涉及全球多國，并非中美獨有；兩個方案華為都有專利，只是Polar相對較多過期較少。

公司方面，在商言商，3GPP成員本就是從自身利益出發(fā)才形成抱團現(xiàn)象，國內(nèi)企業(yè)也僅華為一家支持純Polar方案，其余中國公司并沒有跟投。5G標準爭端的背后毫無疑問是商業(yè)利益，華為Polar布局已久，高通LDPC亦有儲備，相同之處在于各方擔心"高通稅"再次出現(xiàn)，所以大都選擇L+P方案避免一家獨大，不同之處在于個別廠商基于自身考慮選擇了不同方案。

圖5：高通專利墻

技術標準當論技術，求同存異方能共贏

我們認為，基于商業(yè)利益，華為主推Polar、高通主推LDPC符合邏輯，但這絕不簡單意味著"Polar是華為的，LDPC是高通的"，當今時代，技術不應閉門造車，通信領域更是如此，孤立的通信標準沒有價值，這在日本2G的制式發(fā)展及小靈通上已有明證。

以產(chǎn)業(yè)邏輯推斷，通信技術發(fā)展至今，標準數(shù)目不斷減少，統(tǒng)一趨勢愈發(fā)明顯，5G NR或許將成為全球首個完全統(tǒng)一的通信制式。這一方面體現(xiàn)通信技術演進過程中協(xié)商合作變得越發(fā)重要，5G將是全球通力合作的結果；另一方面表明統(tǒng)一標準有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術進步，同時提高效率降低成本。

圖6：通信標準的演進

從公司戰(zhàn)略出發(fā)，華為、中興之所以能一躍成為世界頂尖設備商，與其國際視野和全球合作密不可分。正是與全球相關方求同存異通力合作，才實現(xiàn)了我國通信技術2G起步、3G追趕、4G同步的跨越式發(fā)展，如今華為憑借Polar碼與高通分庭抗禮，意味著我國通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展得到了世界的支持與認可。

圖7：華為"開放、合作、共贏"戰(zhàn)略

向未來前景展望，5G大量標準還未凍結，URLLC、mMTC兩大場景仍待探索，作為萬億級的巨大產(chǎn)業(yè)如華為所言：做大產(chǎn)業(yè)和市場比做大自身份額更重要；管理合作比管理競爭更重要；不與合作伙伴爭利；共享利益，團結一切可以團結的力量。唯有如此，技術研究才能更實更好，產(chǎn)業(yè)發(fā)展方能更快更穩(wěn)。

圖8：5G經(jīng)濟前景