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第652章 阿勒坎和华为5G

第650章 阿勒坎和华为5G

阿勒坎在 2008 年大功告成,发表了极化码技术方案。

这主要用于 5G 通信编码的极化码(polar code)技术方案。

阿勒坎教授的论文发表两个月后,华为就开始以它为中心研究各种专利,逐步分解,投入了数千人和大量科研资金促进研发。

十年间,华为把土耳其数学家的数学论文变成技术和标准,积极和阿勒坎教授团队合作,出资支持他的实验室,助其扩大研究团队,拥有更多的博士生、博士后。这一切努力的结果是,华为拥有了世界上超过四分之一的 5G 专利,雄踞世界第一。

1948 年,香农提出了通信领域非常重要的香农定理,揭示了信道信息传送速率的上限(比特每秒)和信道信噪比及带宽的关系,而且存在一个上限问题,还可以通过信道编码的方式来实现更可靠通信。

随着我们对于网速要求越来越高,人们不断在探索更加接近香农极限的信道编码。

而在极化码还没有进入 5G 标准之前,全球公认的编码标准只有 Turbo 码和 LDPC 码。

Turbo 码是3G 和 4G 时代使用的标准,阵营代表是 Orange 和爱立信,由于 4G 最大速率不过 1Gbps,Turbo 码还能应付,但遇到更高速率 5G 时就遇到了瓶颈,所以在 5G 标准上,Turbo 码获得的支持很少,5G 基本就成了 LDPC 码和极化码的战争。

而 LDPC 码的提出者,正是阿勒坎的导师加拉格。

LDPC 利用校验矩阵的稀疏性,使得译码复杂度只与码长成线性关系,在长码长的情况下仍然可以有效的进行译码,因而具有更简单的译码算法。

由于LDPC 可以使用高效的并行译码构架,其译码器在硬件实现复杂度和功耗方面均优于 Turbo 码,在利用计算机找到最优秀的 LDPC 码,其极限性能距香农理论限已经缩小到 0.0045dB 水平。

极化码构造的核心是当码长持续增加时,部分信道将趋向于容量近于 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,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,是首个被证明能够达到香农极限的方法。

编码过程是用矩阵来表示信道极化组合与分解的过程,编码过程最重要的是求得生成矩阵。

相比 LDPC 码和 Turbo 码等成熟编码技术,极化码虽有理论优势,但付诸实践需要冒很大风险。

阿勒坎答:“我看到这样的现象,学术界现在每隔两到三年就会出现一个热门话题,例如有很多人在追逐机器学习、AR/VR 等热门研究方向,但它们也许转瞬即逝。根据我的经验和倾向,你应该有你自己的研究日程或研究计划。这个研究计划应该是有规矩可寻、合理的,但最终不一定会取得预期的成功,但我的理解就是,基础研究就是要去研究、理解最基本的问题。”

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