5G極化碼之父：短期內(nèi)5G無法滿足公眾的高期待

5G極化碼之父埃爾達(dá)爾·阿里坎(Erdal Arikan )教授

5G是今年科技領(lǐng)域最熱門的話題，沒有之一。在關(guān)于時下熱門科學(xué)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行交流的GMIC大會上，5G更是成為了本屆大會當(dāng)之無愧的主角。

記者在大會期間有幸對埃爾達(dá)爾·阿里坎(Erdal Arikan )教授做了獨(dú)家專訪，他分享了當(dāng)下關(guān)于5G標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用及極化碼技術(shù)等熱點(diǎn)話題。

資料顯示，埃爾達(dá)爾·阿里坎是麻省理工學(xué)院電氣工程專業(yè)博士、畢爾肯大學(xué)電氣工程系教授、5G極化碼之父，曾在2018年獲得香農(nóng)獎(Claude E.ShannonAward)。

香農(nóng)獎是通信理論領(lǐng)域最高獎，是為紀(jì)念克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)而設(shè)置的獎項(xiàng)。70年前，美國數(shù)學(xué)家克勞德·香農(nóng)提出了著名的香農(nóng)定理，為信息通信產(chǎn)業(yè)奠定了理論基礎(chǔ)。

2008年，阿里坎提出了極化碼理論，破解了香農(nóng)信息論領(lǐng)域塵封近60年的難題，世界上第一種可以被理論證明的、逼近香農(nóng)信道容量極限的編碼方案由此誕生。

2018年，任正非還為阿里坎教授頒發(fā)了特別獎項(xiàng)，以致敬其為通信事業(yè)發(fā)展所作出的突出貢獻(xiàn)，并稱贊其的研究是對人類的貢獻(xiàn)。且自2008年阿里坎提出之后，華為就一直在斥資研究和力推這位教授發(fā)明的“極化碼(Polar Codes)”，其甚至被認(rèn)為是對美國主導(dǎo)的“LDPC碼”的直接挑戰(zhàn)。

5G目前還沒法兌現(xiàn)太多承諾

當(dāng)下，在5G標(biāo)準(zhǔn)未完全凍結(jié)的前提下，國內(nèi)外的很多專家都曾在公眾場合表示，社會可能夸大了5G的作用。

對于5G過熱的現(xiàn)象，阿里坎告訴投中網(wǎng)(CV智識)，現(xiàn)在來看的確5G給公眾帶來了太多承諾，人們對5G的期望很高。但如果它未能及時兌現(xiàn)承諾，公眾將會非常失望。

阿里坎認(rèn)為，5G可能無法像一些公眾預(yù)期的那樣，立即實(shí)現(xiàn)所有目標(biāo)。然而，隨著時間的推移，5G標(biāo)準(zhǔn)將會有各種各樣的升級(新版本)，在某個時候，這些承諾將會逐步實(shí)現(xiàn)。

他舉例稱，如果未來5G的速度沒有辦法滿足公眾通訊的期待和要求的話，那么IEEE或行業(yè)組織可能會引入一些其他標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)針對的是相同的市場、相同的用戶群體和相同的應(yīng)用場景。

“還有另外一個可能性是工業(yè)行業(yè)那群人會團(tuán)結(jié)起來去制定屬于他們的標(biāo)準(zhǔn)。如果5G標(biāo)準(zhǔn)滯后，各替代標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)或行業(yè)團(tuán)體總是有可能根據(jù)各自的市場和利益，主動制定自己的標(biāo)準(zhǔn)，解決自己的連接問題。”阿里坎補(bǔ)充道。

他舉例稱，“這可能類似于將WiFi作為3G/4G的替代品，我們都非常喜歡這項(xiàng)技術(shù)，同樣的道理，如果有可替代的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)的話，我們也會非常歡迎它的，出于公眾的利益，這個行業(yè)需要競爭。”

任何的技術(shù)都有優(yōu)勢和劣勢，那么在阿里坎看來，5G技術(shù)現(xiàn)在最大的缺點(diǎn)是什么?

任何的技術(shù)都有優(yōu)勢和劣勢，那么在阿里坎看來，5G技術(shù)現(xiàn)在最大的缺點(diǎn)是什么?

在回答這個問題時，阿里坎表示很糾結(jié)，在他看來，現(xiàn)在5G就在延續(xù)和強(qiáng)化4G的一些功能，以此實(shí)現(xiàn)更多突破。

“首先我們會面臨一個過渡期，這樣過渡期里頭，過去的已有的4G的設(shè)備，他們可能會再經(jīng)過一點(diǎn)改造，用來服務(wù)5G的通訊，但其實(shí)在未來更多的是一個像共存的現(xiàn)在，4G跟5G是同時存在的，就不存在兼容問題，我們只是新增了一些5G的設(shè)備，像這一部手機(jī)它可以用2G、3G、4G，未來的手機(jī)也是可以2、3、4、5G共存。”

阿里坎還對投中網(wǎng)(CV智識)解釋道，至于5G的標(biāo)準(zhǔn)化的這個過程，其實(shí)就是各方的一個妥協(xié)過程，這個標(biāo)準(zhǔn)不會是完美的，還有很多可以改善的地方。

他進(jìn)一步談到，制訂標(biāo)準(zhǔn)會涉及到很多公司背后的巨大利益。市場上面的競爭已經(jīng)是非常的激烈了。

阿里坎的同事曾對他直言，說非常不滿意5G標(biāo)準(zhǔn)的的制定方式，因?yàn)楝F(xiàn)在有很多標(biāo)準(zhǔn)要制定，但是在制定的時候，他們卻只談了其中的一塊。

在阿里坎看來，出現(xiàn)這種情況的原因是5G標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計是一步一步進(jìn)行的，每進(jìn)行一步都會有一些新產(chǎn)品進(jìn)入市場。5G的愿景可能需要十年時間才能成為現(xiàn)實(shí)。

中國在5G執(zhí)行方面處于領(lǐng)先地位

對于時下產(chǎn)業(yè)界最為關(guān)心的5G應(yīng)用問題，阿里坎也與投中網(wǎng)(CV智識)分享了他的理解。

他認(rèn)為，目前最難實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用在URLLC場景中，比如無人駕駛、工廠互聯(lián)網(wǎng)等，因?yàn)檫@些場景對這個低延時、高可靠性的要求非常高。

另外，在5G應(yīng)用初期，他十分看好游戲領(lǐng)域和高解析度地圖導(dǎo)航這兩各領(lǐng)域，不管是從產(chǎn)品還是市場反應(yīng)看，都是比較可行。上述兩者可以通過eMBB服務(wù)提供，這將在最初的5G手機(jī)中可用。無論從產(chǎn)品準(zhǔn)備程度還是市場需求來看，這兩個5G應(yīng)用領(lǐng)域都是可行的。其他應(yīng)用也一定會跟進(jìn)。

“我在演講中就提到了這兩個領(lǐng)域，他們展示的產(chǎn)品都很有信服力，讓我覺得，這兩個行業(yè)應(yīng)該優(yōu)先采用5G去發(fā)展自身的產(chǎn)品”。

阿里坎指出，5G應(yīng)用最困難的事情不是5G技術(shù)本身，而是整個生態(tài)系統(tǒng)的問題，要花很長時間把所有產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合起來，比如把不同的數(shù)據(jù)中心給結(jié)合起來，這不僅是涉及到5G的基礎(chǔ)設(shè)施。而其他比較難的點(diǎn)分別是mMTC和URLLC。mMTC場景需要新增大量的設(shè)備去滿足相關(guān)要求，對于URLLC場景來說主要是它的可靠要求比較高。

至于5G會淘汰哪些行業(yè)，阿里坎表示，這其實(shí)會影響到很多行業(yè)。“以互聯(lián)網(wǎng)為例，互聯(lián)網(wǎng)就已經(jīng)影響到了像書店這樣的一些行業(yè)，書店是B2C，5G時代再加上大數(shù)據(jù)，其影響到的就不僅僅是B2B或B2C，而是各種行業(yè)。”

各個行業(yè)應(yīng)該使用數(shù)據(jù)簡化自己的運(yùn)營，通過收集的數(shù)據(jù)使得運(yùn)營更高效，不然效率會逐步降低，從而喪失自己的競爭力。所有的行業(yè)都在風(fēng)險之中，畢竟5G時代為我們帶來了連接性，這改變了行業(yè)的生態(tài)，再加上AI、大數(shù)據(jù)，未來會大有不同。

當(dāng)然，現(xiàn)階段，5G也就是在延續(xù)續(xù)4G的一些功能，然后只是在功能之上，去強(qiáng)化它功能，可以實(shí)現(xiàn)更多的一些東西而已。隨后，行業(yè)人士可能會團(tuán)結(jié)起來去制定屬于他們的標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)在競爭的基礎(chǔ)上就會不斷前進(jìn)，從而符合他們的利益。

至于5G國別的競爭問題，阿里坎毫不猶豫地表示，中國在執(zhí)行方面處于領(lǐng)先的地位，比如說把算法轉(zhuǎn)換成芯片這個方面，有了芯片才能制作更多相關(guān)的設(shè)備給用戶去使用。

他也指出，國家之間的確存在一個時間的差距，中國這種領(lǐng)先的地位不一定是永久性的，這要視乎于歐洲和美國國家它們是否覺得5G這個行業(yè)有利可圖，是否需要投入更多去制作。

“中國毋庸置疑的確擁有自己的優(yōu)勢，也有很大的市場，但是未來還能保持多久，這個我不太清楚。”

沒有任何一個碼是永恒的

經(jīng)過近10年的發(fā)展，極化碼在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的核心優(yōu)勢是在各種碼長碼率下的性能均為最佳，對于5G應(yīng)用的三大場景(eMBB/URLLC/mMTC)是最優(yōu)的編碼技術(shù)。

業(yè)內(nèi)認(rèn)為，極化碼(Polar Codes)，是一項(xiàng)決定著5G商用普及進(jìn)程快慢的關(guān)鍵技術(shù)。它的顛覆性優(yōu)勢在于，其能夠可觀地減低設(shè)計復(fù)雜程度，同時確保服務(wù)的質(zhì)量，提高5G編碼的整體性能。

2010年，華為識別出了極化碼作為信道編碼技術(shù)的潛力，在阿里坎教授的研究基礎(chǔ)上投入進(jìn)一步的研究。2016年11月19日，國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP確定了極化碼作為5G eMBB(增強(qiáng)移動寬帶)場景的控制信道編碼方案。

至此，5G eMBB場景的信道編碼技術(shù)方案完全確定，其中極化碼作為控制信道的編碼方案，LDPC碼(低密度奇偶校驗(yàn)碼)作為數(shù)據(jù)信道的編碼方案。

誠然，極化碼被熟知是被用在eMBB場景里的。當(dāng)被問到極化碼在mMTC和URLLC標(biāo)準(zhǔn)中是否也會被采納時，阿里坎表示認(rèn)為，它是可以在mMTC跟URLLC場景中用于控制信道這一塊的，與eMBB場景類似。

同時，他也指出，關(guān)于mMTC，2020年1月份的時候會召開一次制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的會議，到時候可能會有更多的消息。當(dāng)然沒有任何一個編碼方案可以滿足5G三大場景中的所有需求，所以在未來發(fā)展5G的過程當(dāng)中，可能會需要更多的東西，也可能會有新的一些碼出現(xiàn)，這都是不可知的。

如今極化碼被看做是一項(xiàng)決定著5G商用普及進(jìn)程快慢的關(guān)鍵技術(shù)。那么在最開始做研究的時候，阿里坎是否就預(yù)見了極化碼會成為5G的標(biāo)準(zhǔn)呢?

阿里坎坦言，“我一開始是沒有預(yù)見說Polar碼會最終成為5G標(biāo)準(zhǔn)的一部分的。當(dāng)然了，一開始我們都覺得Polar碼它很重要，因?yàn)樗鼜浹a(bǔ)了實(shí)際應(yīng)用跟理論之間的一個差距。后來我什么時候開始意識到這一點(diǎn)呢，2016年當(dāng)Polar碼它真的被納入到這個標(biāo)準(zhǔn)的時候，我非常驚喜在那個時候，因?yàn)樵谶@個把技術(shù)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的過程當(dāng)中，中國的企業(yè)扮演了很重要的角色。”

在談及這個話題時，阿里坎很興奮，仿佛回到了2016年的那個時候，多次提到驚喜這個詞。

他回憶道，從極化碼技術(shù)剛提出到成為標(biāo)準(zhǔn)，整整花了八年的時間，八年是很長的一段時間，在這個期間世界各地很多人都在研究極化碼，不斷地去發(fā)展極化碼。正是如此，極化碼可以去成為標(biāo)準(zhǔn)一部分的一個替代方案。

在5G標(biāo)準(zhǔn)中，LDPC和極化碼同時被確定為eMBB場景中標(biāo)準(zhǔn)的一部分。

關(guān)于LDPC碼跟極化碼會共存的現(xiàn)象，阿里坎解釋道，因?yàn)閭鬏斔俣仍诓粩嘧兓?dāng)現(xiàn)有技術(shù)無法滿足傳輸速度的要求時，就需要用新技術(shù)去取代它。而在未來可能會出現(xiàn)新的一個其他的碼，沒有任何一個碼是永恒的，它們都會根據(jù)用戶的一個需求去進(jìn)行改變，技術(shù)會更新?lián)Q代。

5G時代，運(yùn)營商獲利更大

談到未來，阿里坎稱對5G有比較遠(yuǎn)見的人能看到未來發(fā)展的趨勢：5G并不是真正的驅(qū)動者，真正的驅(qū)動者依然是大數(shù)據(jù)本身。5G只是提供了更多的大數(shù)據(jù)，并通過提供基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)際上來促進(jìn)了大數(shù)據(jù)。5G其實(shí)促進(jìn)了這一點(diǎn)，5G的制定只是市場要求的結(jié)果，就算現(xiàn)在這一套5G沒有最終實(shí)現(xiàn)，沒有達(dá)到要求，也還會有其他人制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)去做這件事情。

“5G是通訊技術(shù)設(shè)備，它會影響到大數(shù)據(jù)，影響到連接性的問題，在未來可能是人工智能、大數(shù)據(jù)等等會影響到你剛剛提到的趨勢的發(fā)生。”

在采訪中，阿里坎還主動談到了運(yùn)營商。他認(rèn)為在5G時代運(yùn)營商會獲得更大的利潤，在前幾代通信技術(shù)的迭代中，運(yùn)營商都會獲得10倍的數(shù)據(jù)量，但收入還是比較平，沒有太大的增長。

但在5G時代，運(yùn)營商可以提供更多服務(wù)給企業(yè)、產(chǎn)業(yè)、云計算等等不同行業(yè)，他們能夠從中獲利，他們有優(yōu)勢所在，這跟之前是不一樣的。而他們最可能分得廣告行業(yè)、云計算行業(yè)、數(shù)據(jù)中心等幾個環(huán)節(jié)的利潤。而且在未來，去中心化非常重要，阿里坎則表示非常期待看到更多的競爭者參與其中。

談到與華為的合作關(guān)系，阿里坎稱，“我跟華為之間沒有直接合作的關(guān)系，是華為的科學(xué)家以及他們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)挑選了我們這一項(xiàng)技術(shù)，并進(jìn)行了多年的研發(fā)。如果沒有他們堅持不懈的努力工作，就不會將我這個研究室里的理論研究最后變成了一個真真正正的產(chǎn)品，如果沒有他們的努力，極化碼也就沒有辦法成為5G標(biāo)準(zhǔn)的一部分。”

此外，華為也捐了一筆錢到阿里坎的大學(xué)，以供他們的科研和學(xué)生的項(xiàng)目使用，不過，這是5G正式把極化碼納入標(biāo)準(zhǔn)之后的事情了。

其實(shí)這也不足為奇，在全球范圍內(nèi)華為資助了很多不同的科研機(jī)構(gòu)，阿里坎只是其中一個例子。阿里坎說：“在當(dāng)時支持極化碼的時候，華為可能也沒有預(yù)測到極化碼會帶來這么大的轉(zhuǎn)變。”

最后，阿里坎談到了自己下一個階段所關(guān)注的方向點(diǎn)。

“未來10-15年我還會繼續(xù)研究極化碼，雖然我還有其他的選擇，但是我還是想專注于極化碼，因?yàn)殛P(guān)于極化碼的知識還有很多需要繼續(xù)探索的。未來也可能會出現(xiàn)新的一些標(biāo)準(zhǔn)，我們需要為此去定制一些新的算法。而且在執(zhí)行的過程當(dāng)中要考慮如何降低成本，如何能夠通過更少的上下文內(nèi)容去實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，如何用更小的空間去做到這一點(diǎn)，我們還有很多很多東西要去探索。”阿里卡說。【責(zé)任編輯/李小可】

來源：CV智識

IT時代網(wǎng)(關(guān)注微信公眾號ITtime2000，定時推送，互動有福利驚喜)所有原創(chuàng)文章版權(quán)所有，未經(jīng)授權(quán)，轉(zhuǎn)載必究。
創(chuàng)客100創(chuàng)投基金成立于2015年，直通硅谷，專注于TMT領(lǐng)域早期項(xiàng)目投資。LP均來自政府、互聯(lián)網(wǎng)IT、傳媒知名企業(yè)和個人。創(chuàng)客100創(chuàng)投基金對IT、通信、互聯(lián)網(wǎng)、IP等有著自己獨(dú)特眼光和豐富的資源。決策快、投資快是創(chuàng)客100基金最顯著的特點(diǎn)。

相關(guān)文章

運(yùn)營商“收緊4G、強(qiáng)推5G”，消費(fèi)者不買賬

【周末觀點(diǎn)】基層運(yùn)營商推銷5G套餐可不可以再等等！

研究機(jī)構(gòu)Strategy Analytics：全球5G智能手機(jī)銷量將在2020年達(dá)到2.5億部

我國5G用戶超過1.1億 計劃2020年底5G基站將超60萬個