“大放异彩”的极化码及其应用

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相信业界很多人士是听说过极化码（Polar Code）的，尤其是在5G时代；因为极化码导致华为在5G关键技术中局部胜出，更致使华为花了8年时间和数十亿美金豪赌了一把，使其成为5G的一种标志性编码方法，更重要的是：这种编码被认为对美国主导的低密度奇偶校验码（Low Density Parity Check Code，LDPC）形成了挑战。

什么是极化码呢？

极化码的编码过程是基于信道极化（channel polarization）思想，在发送端采用一定方法使得各个子信道呈现出不同的可靠性。当码长持续增加时，一部分信道将趋近于容量近于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。实际应用中，我们可以选择在容量接近于1的信道上直接传输信息以逼近信道香农容量极限。在接收端，可采用简单的逐次抵消干扰解码的方案，以较低的计算复杂度获得与最大自然解码相近的解码性能。

极化码得概念是由土耳其毕尔肯大学Erdal Arıka教授于2008年在国际信息论ISIT会议上首次提出的，他认为：极化码是人类已知的第一种能够被严格证明达到信道香农容量极限的编码方法。

虽然极化码是外国人提出的，但是中国人却使得它大放异彩~

原因是：在5G编码方案的激烈竞争过程中，中国华为支持的是极化码，但美国支持的是低密度奇偶校验码；最终大家的投票结果是：5G应用中，上述两种编码标准并用。

虽然美国政府和高通（Qualcomm）等公司坚决主张5G系统应当只用LDPC码，出于什么目的当然不好明说。然而，极化码的发明者，Erdal Arikan教授却委婉地表示：关于哪种编码更好，迄今为止尚没有明确答案，取决于应用过程；有些人喜欢LDPC码，有些人喜欢极化码，并没有一个适用于所有情况的最好方案。

实际上，经过近10年的不断优化和改进，极化码在5G应用中的核心优势已经凸显：各种码长码率下极化码的传输性能均为最佳，对于5G应用的三大场景（eMBB/URLLC/mMTC）而言，它是最优的编码技术。

最后，还得补充一句我说过的老话：以上只是个人浅见，读者仁者见仁，智者见智，供大家斟酌。

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文章来源: https://www.toutiao.com/group/6717225517520519691/