细数5G标准化中联想和华为的那些事儿

1月9日，联想创始人柳传志在中国科学院大学做演讲时特意提到5G投票事件，两年前的5G标准化投票再次成为焦点。笔者此次想聊聊3GPP的这次投票，旨在陈述客观事实，为各位读者拨云见日。

一、何为5G

5G（the 5th Generation of Mobile Communication），意为第五代移动通信技术。随着物联网等概念的提出和发展，现有的4G技术已经逐渐暴露出其弊病，比如可靠性较低、延迟较大等问题。相比4G，5G具有更快的速度、更低的延迟和更高的稳定性。在此基础上，ITU-R（国际电信联盟无线电通信组）于2015年9月提出5G的三大应用场景，分别是：

• 增强型移动宽带（eMMB），面向3D/超高清视频等大流量移动宽带业务；

• 超可靠低延时通信（URLLC），面向需要低时延、高可靠连接的业务，如医疗设施等；

• 海量物联网通信（mMTC），面向大规模物联网业务。

应用场景有了，现在就需要一个统一的标准进行实现。在5G中，制定这个标准的组织是3GPP。

二、何为3GPP

3GPP（3rd Generation Partnership Project），意为第三代合作伙伴计划，成立于1998年12月，最初的目标是为了制定3G技术规范。目前，其主要由全球比较重要的标准组织组成，比如中国通信标准化协会（CCSA）、美国电信产业方案联盟（ATIS）、欧洲电信标准协会（ETSI）等组成。值得一提的是，虽然3GPP是由来自全球的标准组织组成的，但是其会议之中，主要以公司为个体进行。换句话说，3GPP的标准制定以企业利益为前提而不是国家利益。也就是说，除了技术是否优越和成熟这一大前提之外，3GPP的与会个体更多的是考虑自身企业的利益。这一点，或许也为联想的投票动机埋下了伏笔。

制定标准的组织有了，现在就是八仙过海各显神通了，各家企业拿出自己的研究阐述利弊，争取在即将到来的5G布局中争得一席之地。经过多次的讨论研究，这次的5G标准化实际上演变成为了LDPC码和Polar码的对垒。

三、LDPC码和Polar码

LDPC（Low-density Parity-check，低密度奇偶校验）码是一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码，由Gallager 在1963 年提出。限于当时的硬件条件，LDPC码性能并不优越，其译码具有较高的复杂度，不利用实现。直到1996年，D.MacKay、M Neal 等人对它重新进行了研究，发现 LDPC 码具有逼近信道香农限的优异性能，且具有译码复杂度低、可并行译码等特点。其后，LDPC码以其优异的性能与Turbo码一起成为4G中的主力军。

Polar（极化）码则是由土耳其比尔肯大学的Arikan教授于2009年正式提出，是目前唯一能在理论上证明可以达到香农极限的编码方案。简单来说，Polar码就是目前唯一已知能以信道最大的传输能力进行无失真传输的编码方案。因此，Polar码一经提出便受到广泛关注，这其中自然包括中国公司华为。经过多年研究，Polar码的理论研究和实际应用已经成熟，这次也理所当然的成为5G的候选方案之一，而作为老牌编码的Turbo码因为性能和复杂度均被这两种码超越而早早出局。当然，这两种编码互有优劣，因此仍需讨论。就这样，华为主导的Polar码和美国高通主导的LDPC码一起进入了最后的讨论之中。

四、关键的3GPP会议

在介绍5G标准化相关的3GPP会议之前，需要明确几个概念。

1. 本文中所提及的会议围绕的均是eMMB应用场景下的编译码方案，到目前为止（2019.01），另外两个场景的方案仍未有定论。

2. eMMB应用场景下的信道分为两种，即数据信道和控制信道。所以，之前外界传言”华为公司拿下5G信道编码方案“的类似说法并不准确，准确来说，华为主推的Polar码拿下的是eMMB场景下控制信道的编码方案，而数据信道的编码方案仍采用高通主推的LDPC码。

3. 3GPP的会议以问题为导向，即“什么时候出现问题就开会解决”，同时，出现分歧的时候一般会进行投票。但是，投票的结果并非是强制的少数服从多数，这也是舆论的争议中心和误区所在。一般说来，3GPP的投票结果存在两种，即“达成共识（Agreement）”或者“下次再说（Conclusion）”（如下图）。如果全体通过或是极少数人反对，那么就达成共识完成标准的指定；若是争执不下，则将这个问题延至下一次会议解决，留出时间准备材料或者说服对方。

4. 由于公司的体量和能力有所不同，大公司的话语权自然会重一些。譬如横跨多种行业的韩国巨头三星和在通信界号称“专利流氓”的高通，在这种会议上的话语权自然是举足轻重。不过从结果看，华为在通信行业也确实占有一席之地。

介绍完这些之后，便切入正题。涉及此次5G标准化的会议共有三次，分别是RAN1#86、RAN1#86b、RAN1#87。

首次会议RAN1#86于2016年8月在瑞典哥德堡举行，此次主要讨论数据信道的编码。简单来说，以三星、高通为首，包括小米、中兴、OV等公司支持LDPC码；而华为联合中移动、联通等几家公司支持自家的Poalr码，剩下的少数几个公司比如法国电信（Orange）、爱立信等支持Turbo码。几方势力相持不下，且本次会议仅是预讨论，所以最后决定鸣金收兵，后事如何且听下回分解。而投票事件的主角——联想公司本次会议没有表态。

第二次会议RAN1#86b于2016年10月在葡萄牙里斯本举行，本次会议中途将数据信道的编码分为长码和短码进行分别讨论，而联想被诟病的地方也出现在这里。可以看到，无论是提议还是提问和后面的否定性投票中，联想与各大欧美公司基本步调一致，比较坚定地支持LDPC码成为唯一数据信道的方案，而其他中国公司均对Polar码表示了支持，这一明显的反差使联想成为了国人口诛笔伐的对象，而这一点联想并没有给出解释。但是，请注意最后一轮否定性投票（Possible Agreements）和达成的共识（Agreements），这也是所谓“联想转投欧美阵营使得华为一票落败”谣言的根源。尽管联想和旗下的摩托罗拉加入了LDPC阵营，但是最后的共识却是“长码确定使用LDPC，短码下次再议”，这与联想坚持的“数据信道只能用LDPC码”出现了不同。根据前面介绍的3GPP会议规则可以推断，本次会议最后绝大部分公司均同意了“长码使用LDPC码”这一提议（甚至有可能华为自己也同意了），联想这两票实际上并没有对结果造成根本性的影响。因为双方票数相近，所以最后的结果势必是进行讨论下次再议，从这一点上来说，联想站队哪一方都没有影响。

第三次会议RAN1#87于2016年11月在希腊雅典举行，这次会议就基本确定了5G标准化中eMMB场景的编码方案，包括数据信道和控制信道的。控制信道因为Polar码的天然优势（一定条件下可以无失真的进行传输），最后决议由Polar码作为控制信道的编码方案。但是数据信道短码的方案中，尽管此次华为集结了55家公司对仅有31家公司的高通阵营发起挑战，尽管联想这次转投了Polar码阵营，但是最后还是决定由LDPC码作为数据信道短码的编码方案，LDPC码独占数据信道。同时也可以看出来，联想在投票中并没有重要到牵一发而动全身的程度，整个3GPP的主动权依旧掌握在欧美日韩阵营手中。

另外，去年五月针对联想5G投票的质疑爆发时，华为官方微博也曾声援联想，感谢联想和摩托罗拉移动在控制信道方案投票中给予的大力支持。

五、总结

首先我想说的是，这些科技公司的博弈还是以技术为重点，当技术达到一定程度时，还是可以得到其他人的认可的。这一次华为在技术上的积累使得它能够和行业顶尖巨头同台竞争，打破外国企业的垄断，能够主动参与制定规则，这本身就是一种突破。还是那句老话：科技永远是第一生产力。其次，公司仍然是由资本控制，其根本目的还是盈利。第二次会议中联想反常的举动的目的究竟是什么，是怕华为一家独大还是自身研究本就押宝于LDPC码，抑或是联想本就认为数据信道下LDPC码优于Polar码？由于联想以商业秘密为由三缄其口，我们也无从得知其中真相。但是，需要澄清的是，联想的举动并不是Polar码落选数据信道的直接原因，舆论的一些苛责和夸大事实的说法从根本上就是错误的。借用网络上的一句话：“黑可以，但请黑到点子上”。去伪存真，是每一个读书人应持有的态度。希望此文能够还原事实，但这其中的是非曲折，相信读者应该有自己的判断。