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厚積薄發(fā) 中國終成5G時代規(guī)則制定者之一

2016-11-24

       美國當?shù)貢r間11月17日,經(jīng)過3GPP RAN1 87次會議討論,,中國華為公司主推的Polar Code(極化碼)方案,,成為5G控制信道eMBB場景編碼方案,。這標志著中國通信廠商在5G時代的話語權得到一定提升。從2G時代的跟隨者,,到3G時代的參與者,,再到4G、5G時代成為規(guī)則制定者之一,,中國通信產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了一個厚積薄發(fā)的歷程,。

  厚積薄發(fā)奮起直追

  上世紀80年代到90年代初,中國交換機市場形成了“七國八制”的格局——日本NEC和富士通,、美國朗訊,、瑞典愛立信、德國西門子,、比利時BTM,、法國阿爾卡特、加拿大北電壟斷了中國交換機市場,。這不僅導致程控交換機價格異常昂貴,,還因為各家公司制式不同,帶來一系列網(wǎng)絡兼容問題,。這種技術受制于人的局面直到1991年才得到扭轉——解放軍信息工程學院的鄔江興院士(鄔江興被譽為中國程控電話交換機之父)研制出了比西方同類產(chǎn)品性能更優(yōu)越的程控交換機HJD04-ISDN,。

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鄔江興院士

  在1992年,中興ZX500A交換機的實驗局順利開通,。緊接著,,華為自主研發(fā)成功了第一代數(shù)字程控交換機C&C08A,并在1994年至1995年大規(guī)模投入生產(chǎn),。與此同時,聯(lián)想成功研發(fā)出LEX118數(shù)字程控用戶交換機(倪光南院士任聯(lián)想總工程師時,,聯(lián)想也是技術流,,不過,隨著倪光南和柳傳志技工貿(mào),、貿(mào)工技之爭,,在倪光南的出走后聯(lián)想走上了貿(mào)工技之路),。

  隨著國產(chǎn)交換機的問世,中國市場的程控數(shù)字交換機價格直線下降,,每線價格從500美元降至30美元,,普通百姓安裝電話的費用也隨之下降,電話從“舊時王謝堂前燕,,飛入尋常百姓家”,。中國通信產(chǎn)業(yè)由此逐步形成了以巨龍、大唐,、中興,、華為為代表的通信企業(yè)。

  在2G時代,,中國通信企業(yè)尚無力參與國際通信標準的制定,。但在3G時代,國家決心爭奪通信標準的話語權,,通過從西門子手中購買技術,,再與國內已有技術成果融合后,最終被國際電聯(lián)接受為3G通信標準,,也就是飽受爭議的TD—SCDMA,,在TD—SCDMA已經(jīng)功成身退之際,依然被“經(jīng)濟學家”口誅筆伐,。

  誠然,,在技術上,TDS不如WCDMA和CDMA2000成熟,,在產(chǎn)業(yè)化方面TDS也不算特別成功,,在用戶體驗方面更是差強人意,但由于西方通信企業(yè)為了打壓中國標準,,想通過不參與TDS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方式,,使TDS變成只存在于紙面上的技術,給國內廠商機會吃下了接近7億人的市場,,而且可以避免被高通敲骨吸髓,,進而帶動國內通信企業(yè)的發(fā)展。中移動以失去部分用戶和移動3G用戶上網(wǎng)體驗差一些為代價,,壯大了我國通信產(chǎn)業(yè),,為中國參與國際通信標準制定跨出了萬里長征第一步。值得說明的是,,在工信部對高通提起反壟斷之前,,高通可以對CDMA和WCDMA制式的手機收取高通稅,但卻無法對TDS制式的手機收取高通稅,,而這也是利潤相對稀薄的低端手機中,,移動手機在同配置下比聯(lián)通,、電信手機便宜的原因之一。

  在4G標準制定的過程中,,因為高通在3G時代濫用其對CDMA專利的壟斷地位,,特別是專利反授權和高通稅等行為引起了中歐通信廠商的眾怒,導致在4G通信標準制定中,,中歐廠商的指導思想就是去高通化,,使高通在4G時代跌下神壇,中歐通信廠商聯(lián)手上位,。發(fā)改委之所以“敢于”對高通提起反壟斷,,底牌之一也是中國通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從3G時代的參與者,成為4G時代的規(guī)則制定者,,而高通在4G時代卻早已不復在3G時代的輝煌——在產(chǎn)業(yè)實力的力量對比發(fā)生變化之時,,在技術實力上此消彼長的情況下,舊時代的不平等協(xié)議理所當然地應當被拋棄,,行政力量的“干預”僅僅是加速這一過程,,并為通信終端廠商與高通達成更加公平合理的新協(xié)議保駕護航。本次華為公司主推的Polar Code方案能夠成為5G控制信道eMBB場景編碼方案,,在5G編碼領域占一席之地這是中國通信產(chǎn)業(yè)的又一次勝利,。

       背后的綜合國力博弈

  正如“一流的企業(yè)做標準,二流的企業(yè)做品牌,,三流的企業(yè)做產(chǎn)品”,,對于通信標準之爭各國通信廠商之間的火藥味異常濃烈,畢竟高通憑借CDMA專利收高通稅,、反專利授權的場景歷歷在目,,在談判和討論中,競爭異常殘酷,。在之前的長碼之爭中,,由于高通的方案其核心的必要專利都已經(jīng)過期了,因此獲得了三星等實力相對二流,,技術實力也和一線廠商存在一定差距的中間派玩家的支持,,并以幾票之差擊敗了華為的方案。

  本次華為獲得的是控制編碼,,主要競爭對手是美國主推的LDPC,,和法國主推的Turbo2.0。在會議上,,各公司從性能,、實現(xiàn)復雜度,以及可行性等角度對幾個候選編碼進行了全面的分析,性能優(yōu)越的Polar碼戰(zhàn)勝了LDPC和TBCC,,最終成為控制信道上行和下行的編碼方案。而在短碼的數(shù)據(jù)編碼上,,美國高通也再下一城——信道控制編碼相對而言對基站設備等更加重要,,而基站設備是華為的傳統(tǒng)強項。而數(shù)據(jù)編碼對通信終端更重要,,高通定然對數(shù)據(jù)編碼是勢在必得,。

  可以說,本次華為主推的Polar Code能夠成為5G控制信道eMBB場景編碼方案,,很大程度上是因為中國綜合國力的日益增強,,以及中國通信企業(yè)的鼎力支持,在最關鍵的投票中,,華為在國內的老對頭中興給予了很大的支持,,國內另一家通信企業(yè)大唐電信也與華為在同一個戰(zhàn)壕,在輿論上一直飽受詬病的中國電信,、中國移動,、中國聯(lián)通對華為的支持也是不遺余力。此外,,在手機市場上與華為存在競爭關系的聯(lián)想,、小米、VIVO,、OPPO,、酷派等公司也選擇支持華為,阿里巴巴,、展訊,、中國移動研究院、信威通信也都站在華為一邊,,值得關注度是除了中國大陸企業(yè)紛紛鼎力相助,,宏碁、聯(lián)發(fā)科,、臺灣國立大學這些來自海峽對岸的同胞同樣選擇支持華為,。另外,比較出乎意料的是,,英飛凌,、馬沃爾、Skyworks等歐美企業(yè)也選擇了支持華為……可以說,,如果不是中國的綜合國力給予保駕護航,,以及海峽兩岸的通信企業(yè)和大學的鼎力相助,以及一些歐美企業(yè)的“雷鋒精神”(估計也從中受益),華為也是無法使Polar Code成為5G控制信道eMBB場景編碼方案的,。

  Polar Code成為5G控制信道eMBB場景編碼方案的意義

  其實,,本次Polar碼戰(zhàn)勝LDPC碼和Turbo碼并非是兩者的第一次較量,在今年10月14日,,Polar碼,、LDPC碼和Turbo碼已經(jīng)較量過一回了——LDPC碼戰(zhàn)勝了Turbo碼和Polar碼,被采納為5G eMBB場景的數(shù)據(jù)信道的長碼塊編碼方案,。

  這里先解釋一下什么是長碼和短碼,。編碼往往用最短的二進制位數(shù)表示一個指令,二進制位數(shù)越短則效率越高,,在指令數(shù)量不變的情況下,,越常用的指令當然越短越好。然而,,如果一味的追求指令簡短,,必然會導致很多指令不等長,而不等長的指令將造成接收端沉重的處理負擔,。如果用等長的長編碼雖然可以解決不等長指令的問題,,但顯然會導致無效數(shù)據(jù)的大量傳輸,浪費帶寬,。在此情形下,,工程師采取了折中的方案——把指令編成兩個組或者三個組,常用的指令用相對短的二進制位數(shù)表示,,不常用的指令用相對長的二進制位數(shù)表示,,這樣就解決了數(shù)據(jù)傳輸效率和減少接收端處理負擔的矛盾。

  華為斬獲的控制信道是用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)的信息通道,,主要用于傳輸指令操作下級網(wǎng)絡設備,。高通斬獲的編碼信道則是用來增強數(shù)據(jù)在信道中傳輸時抵御各種干擾的能力。

  由于3GPP定義了5G三大場景:增強型移動寬帶(eMBB,,Enhance Mobile Broadband),,比如大流量移動寬帶業(yè)務;海量物聯(lián)網(wǎng)通信(mMTC,,Massive Machine Type Communication),,比如物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務;低時延,、高可靠通信(uRLLC,,Ultra Reliable & Low Latency Communication),比如無人駕駛,、工業(yè)自動化等需要低時延高可靠連接的業(yè)務,。在本次會議和10月14日的會議中,明確的僅僅是eMBB場景的長碼和短碼,URLLC場景和mMTC場景的標準還沒有確定,。

  因此,,我們要看到華為只是在eMBB場景中獲得了相對比較重要的短碼中,相對不算太重要的控制信道的標準制定權,,而并非5G通信eMBB,,mMTC和URLLC三大場景的所有編碼標準制定權。更何況在華為獲得eMBB場景短碼的控制信道的同時,,高通卻斬獲了eMBB場景的長碼和短碼的編碼信道。在此情形下,,一些媒體宣傳“華為碾壓高通,,拿下5G時代”顯然是言過其實了。

       中國通信產(chǎn)業(yè)在URLLC場景和mMTC場景兩場硬仗中能贏么,?

  由于目前已經(jīng)敲定的只是eMBB場景的長碼和短碼,,在未來還將有URLLC場景和mMTC場景兩場硬仗要打,那么中國通信產(chǎn)業(yè)能擊敗歐美的競爭對手么,?

  從目前的情況來看,,由于在4G時代中歐聯(lián)手,使得高通在4G時代被邊緣化,,中歐聯(lián)手上位,。但由于近年來中國通信廠商在海外攻城略地,曾經(jīng)高高在上的諾基亞,、阿爾卡特,、朗訊、加拿大北電,、西門子等曾經(jīng)的通信巨頭在錯綜復雜的國際并購和拆分中已然變成了“失敗者同盟”,,即便曾經(jīng)高不可攀的愛立信,現(xiàn)在也開始轉型做服務,。這使得在4G時代的中歐聯(lián)盟漸行漸遠——畢竟高通只是收點高通稅,,說穿了就是要錢,而華為,、中興卻是在要歐洲通信廠商的老命,。

  然而歐盟貌合神離、一盤散沙的現(xiàn)狀又很難使其難以團結一致——比如在eMBB場景短碼的爭奪中,,愛立信就沒有支持法國主推的Turbo碼,,而是選擇支持美國主推的LDPC碼。加上法國的綜合國力完全和中美不是一個等級,,按照現(xiàn)在中歐漸行漸遠,,歐盟四分五裂的情況,基本可以判斷歐洲國家在5G標準的爭奪中前景暗淡。除非歐洲廠商能團結一致和中國做利益交換——比如,,在接下來的標準爭奪中,,中國支持歐洲主推的標準在URLLC場景獲勝,歐洲支持中國主推的標準在mMTC場景獲勝,,聯(lián)手排擠以美國高通為首的陣營,。

  不過,筆者認為出現(xiàn)這種情況的概率教小,,在URLLC場景和mMTC場景的爭奪中很有可能是中美瓜分掉剩下的標準制定權,,而且很有可能美國會占據(jù)一定優(yōu)勢。

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