这次5G大战是电信业20年一遇的大对决。科技蜘蛛就跟大家讲讲这次5G编码大战的精彩故事。不过事先声明：本故事纯属虚构，如有雷同，纯属巧合，请勿对号入座。
人物介绍
主角：美国（A），法国（F），中国（C）
主角的编码立场：A推LDPC，F推Turbo2.0，C推Polar
其他酱油配角：韩国（K），日本（J），欧洲（E）等
为什么A，C，F在编码技术上大撕逼，难道物理层编码对5G技术那么重要？难道仅仅是为了技术背后的专利？编码技术的确算是通信系统的核心技术之一，但是A，C，F围绕着编码上的博弈并不仅仅局限于技术本身。笔者认为，通过此次5G编码标准化之争，已经足以管中窥豹，窥探整个5G标准化本身了。
恩怨情仇
移动通信至今已经发展到了第4代(4G),这既是一部无线技术演进史，也是一部A，C，F三家合纵连横的斗争史。早在2G时代，E凭借成熟可靠的GSM取得了先机，而A也凭借着对CDMA的执着，在自家以及小伙伴K,J家中占据一方天地，而此时的C家，还只是一个虚心向A，F学习的小弟，同时引进了A，F的方案，左右逢源。在这一时期，无线标准之争更多的集中在多址接入技术上。物理层信道编码的技术，各个阵营倒是出奇地一致：卷积码。
3G时代，通过精修A家的CDMA，欧洲提出了宽带版的WCDMA，再次确保了自己在无线蜂窝网行业的领跑地位。同样是基于CDMA，A家练成加强版的CDMA，继续与欧洲分庭抗礼。C家通过多年向其他两家家学习，并创立了TD-SCDMA大法，并且得益于A，F两家的争斗，幸运地跻身无线通信列强之列。C家至此实力开始壮大。这一时期，F阵营提出的Turbo码，因为非常接近香农极限，被各大阵营一致接纳为标准信道编码方式。
而到了4G时代，关于信道编码的方案A和F之间产生了分歧。A家提出的LDPC编码方案开始大热[1]，并最终被WiMax采纳为标准信道编码方式。而F阵营则承袭了Turbo码的技术路线，毕竟已经研究多年，用起来得心应手。然而A家的WiMax,在F家和羽翼渐丰的C家联合绞杀之下，最终死于襁褓之中。FDD-LTE以及TDD-LTE则一统天下，Turbo码也走向了自己极盛的巅峰。
天下大乱
技术发展日新月异，4G商用还没几年，关于5G的标准化工作就被提上了日程。此时的A家，依然执念地想赢得蜂窝通信的老大地位。怎么办呢？方法就一种：抢占5G核心技术。不过如今，A家最大的竞争压力来源从欧洲转移到了C。经济实力的提升，让C得以在世界各个角落投入大量的科研力量，效果也立竿见影，科研实力迅速提升，已达到国际一流水准。所以要说比通信领域的科研成果，A其实心里是没底的，通信领域霸主的地位岌岌可危。天下大乱，一场腥风血雨在所难免。
遏制与闪电战
既然不能保证凭新技术制胜，那就用老技术好了。所以A早早的就联合了几大E,A,J,K的公司，制定了A自己想要的5G标准（网上有的叫它V5G），主要的思路是照搬LTE，不用新技术（不给C的科研成果任何机会）。只要最后能把V5G写进3GPP订的5G标准里，那A也就算是把5G的蛋糕给拿下了。但是问题来了：都是照搬LTE技术，谈何5G？所以A想了想做了个决定：编码得改！改成啥么子？--改成LDPC！（有兴趣的可以参看V5G技术细节）
为什么选择了编码这个模块而不是其他模块？因为在整个系统中，编码模块相对独立，它的变动不会影响到其他模块间的相互匹配。好了，现在目标很明确了，用来忽悠的V5G技术也有了，摆在A面前的就剩下一个问题，怎么去说服别人不用别的新技术，而只要用V5G技术就行（LTE的照搬技术+LDPC编码）？
终于A想到了一个办法：闪电战！提速标准进程（3GPPNR的时间表之快，堪称史上罕有）：不给你考虑的时间，不给充分分析各个新技术的时间。有了Deadline，大家就会趋于保守，自然而然的保留现成的技术。这招的确很高明，而且有效，但是缺少一个说辞。A想了想，再和他的小兄弟们讨论了一番后，决定说辞就是：东京奥运会，试运营5G！
再回到我们第一个问题：为什么编码可以重要到能够代表5G？因为它是一个区分V5G和LTE的关键模块。一旦编码失手，也就意味着整个一套完整V5G技术被打乱，A将失去5G核心技术，在5G中彻底交出老大的位子。
第一轮较量
在里斯本会议上，A，C和F展开了第一轮厮杀。LDPC在高通的带领下联合了包括英特尔，三星，诺基亚和Verizon直接叫板由华为领衔的Polar集团。此时的巨头公司爱立信还在LDPC和Turbo之前取舍不定，同样犹豫的还有大唐电信，不同的是大唐则是在Turbo和Polar间纠结。
最终LDPC和Polar双方的支持率不相上下（25vs23），而Turbo仅仅只有5票。从这里至少可以看出Turbo已经失势了，而之后的决战肯定将在中美间展开。在经历了3天的奋战之后，3GPP最终决定LDPC为中长码编码方案。C的第一轮失利说明了一个问题，支持公司的数量多固然可贵，但是支持公司的权重也相当关键。LDPC的支持方包括了几个巨头公司，因此只是在票数上接近是不够的。至此，Verizon的计划貌似在顺利的实施中。
决一死战
第一轮交锋积累了经验，C及时调整了方案，也整顿了队伍。本周，在赌城Reno，C率领了50+人马浩浩荡荡的杀入会场，这阵势和气场实实在在的震住了A。A变得有些焦躁。。。此时原本支持Turbo的爱立信和大唐也开始选边，爱立信毫不犹豫的选择了LDPC战队，而大唐理所当然的去支持Polar。
LDPC阵营是完全无法接受Polar的，他们的原则是：斩尽杀绝，一点机会也不给！但是历史的进程不为人意而改变，大国崛起的契机是时代给予的。最终LDPC和Polar各退一步，分别拿下了数据和控制信令领域。就此5G编码大剧也算是完美收官。中美各分天下，欧洲正式退居二线，留下一个落寞英雄的背影。
结束语
这次中国通信业的崛起要感谢与华为一起坚守在Polar阵营兄弟们：中兴，Vivo，OPPO，小米，阿里巴巴，联想，中国联通，中国电信，中移动，大唐电信，展讯，中国移动研究院，信威通信，酷派，以及海峡对岸的同胞们：宏基，联发科技，台湾国立大学。
最后也不忘提一下爱立信，没有他的努力5G编码不会顺利收官，即便结果并不是爱立信最想要的...
（来源：科技蜘蛛作者：星辰秋月绿小水）
延伸阅读：究竟什么是5G?这样说老太太也能看懂
来源：网易新闻
5G该会有什么样的技术？能让外行人能看懂的文章一篇都没有，毕竟通信专业的门槛较高，特别是对未来技术的演进问题更难以科普。这篇文章的写法很特别，初中生水平就能看懂，
通篇只需要您懂一个公式。
一、绪论
1、双驼峰规律
一项新技术概念出现后，在业界会出现一个研究讨论的高潮，这是第一个驼峰。相关的学术论文会产为热点，成堆的博士硕士依托这项新技术完成了毕业论文，虽然很热闹，但这仅仅局限在学术研讨层面上，而在具体的技术实现方面还存在着很多问题，或者因成本原因而根本无法量产。
研究讨论高潮逐渐降温，这是第一个驼峰的下落期，接下来是低调务实的技术攻关，这个平台期可能几年也可能一二十年。当技术问题都解决后，就会迎来商家量产和投入市场的热潮，这就是第二个驼峰。
按照国际电信联盟关于年的规划，5年后就要全面进入5G了，而到现在核心技术体系还没有确立。
回顾3G技术发展史，国际电信联盟于年6月30日接收了3G技术提案，并迎来了第一个驼峰期，直到年1月7日,工业和信息化部正式发放了三张3G牌照，这才进入到第二个驼峰，平台期持续了11年，特别是三张牌照之一的TD-SCDMA，直到年才真正成熟，平台期长达15年，可刚成熟4G时代就来临了。
按照“双驼峰规律”，5年后将在全球推广使用的技术，应在年左右就迎来第一个驼峰，而不会在前的两三年横空出世，然后迅速被国际电信联盟确定为全球的5G标准，这违反了一般的技术发展规律，不太可能成真。
2、通信技术的极限
通信技术可以用八个字概括，那就是调制、解调、编码、解码，这些技术发展到现在，已经普遍到了平台期，例如编码的效率已经接近了极限，内部挖潜增效的余地越来越小，有些业界大牛甚至觉得通信已经没啥搞头了，转行去了医疗设备行业，把其扎实的通信功底用在了高精尖医疗电子设备研发方面，以追求更有希望的未来。
您可能会有疑问：科学技术越来越强，为什么不能把极限突破了呢？其实通信技术的极限并不是技术工艺方面的限制，而是建立在严谨数学基础上的推论，在可以遇见的未来是基本不可能突破的。
根据技术发展的“双驼峰规律”和通信技术发展的现状，不大可能会在未来几年里横空出世个令人惊异的新技术，5G技术应是现有技术的新组合，是4G技术的再演进。
为什么要有个“再”字？因为4GLTE的后三个字母就是长期演进的意思，5G应是在4G基础上的再演进。
二、5G关键技术
1、增加带宽是关键
5G最显著的特点是高速，按规划速率会高达10～50Gbps，人均月流量大约有36TB。如此高的速率该靠什么资源来支撑呢？必须要靠更大的带宽！
带宽用字母B来表示，它就好比是道路宽度，最大速率用C来表示，它就好比是道路的最大车流量。显然易见，4车道的最大车流量是2车道的2倍，8车道的是2车道的4倍，这非常好理解。
增加车道数是提高最大车流量最直接有效的方法，同样地，提高速率的最直接有效的方法就是增加带宽。我依然记得读研究生时，老师在讲到带宽时掷地有声地说：“你们给我记住：高速就是宽带，宽带就是高速！”
人们对通信速率要求越来越高，迫使着信道的带宽就越来越宽，几根电话线的带宽不够，那就增加到几百根，几百根不够就换成同轴电缆，电缆带宽不够就换成光纤，有线通信的带宽就是这样一代代地递增着。
而手机通信使用的是无线信道，那它的带宽是如何增加的呢？核心方法就是采用更高的频段。
上过初中的都知道这个公式，知道这个公式就能看懂上面这个表格了，频率与波长成反比，两者之积等于光速，即30万公里/秒。
请看表格中两个黄色块的数据，数值都是3～30，但单位不同，甚低频段的整个带宽是27kHz，超高频段的整个带宽是27GHz,后者是前者的万倍！由此可见，频段越高且带宽越大，这点非常好理解，好比是低保户和大富豪都拿出全部的财产，后者会比前者多得多。
所以关系就来了：5G时代若想更高速，就得使用更大的带宽，而要取得更大的带宽，就得使用更高的频段。4G之前使用是特高频段，5G就得往超高频甚至更高的频段发展了。根据国际电信联盟的专家预测，将来有可能使用30GHz~60GHz的频段，俄罗斯专家甚至提出了80GHz的方案。
30GHz以上的频段，比上表中最后一项的超高频还要高，其波长自然要比厘米段更短，那就是更短的毫米波，因此毫米波就顺理成章地成为了5G的一项关键技术。
2、毫米波技术
电波传播的特性很有趣，频率越高（即波长越短）的电磁波，就越倾向于直线传播，当高到红外线和可见光以上时，就一点也不打弯了，这是个渐进的过程。
毫米波一般不用于移动通信领域，原因就是它的频率都快接近红外线了，信道太“直”，移动起来不容易对准。请想象一个场景，您拿着激光笔指远处墙壁上的图钉，是不是一件很困难的事？
例如卫星车就很难“动中通”，开动起来车身摇摆，天线（就是那个大锅）就很难对准卫星，通常只能驻车后工作，而且必须精细调整天线的角度，使其电波的辐射方向正对着卫星，否则就无法通信。
手机是移动使用的，不可能打电话时还举着手机瞄准准基站的方向，那样实在是反人性。虽然在非正对方向也有信号，但强度会明显衰弱，使用体验会比4G之前要差得多。
电磁波有五种传播模式，相对于未来的5G时代，我们现在手机的频率要低得多，其绕射能力还是不错的，楼房阴影处的信号也没太大问题，因为信号可以绕着到达。
而未来5G的频率会高得多，绕射能力会下降，信号只能傻楞楞地直着走，以往信号能到达的犄角旮旯就到不了了，那该怎么办呢？这就引出了更一项技术—微基站技术。
3、微基站技术
请您脑补一个场景，小区中心只立着一盏路灯，阴影面积当然会很大，而如果在小区里均匀设置很多路灯，阴影面积则会小得多了。所以说，将传统的宏基站变成站点更多密度更大的微基站，是解决毫米波“直线问题”的有效方法。
这只是微基站的一个原由，还有一个更强大的原由。5G时代的入网设备数量会呈爆炸性的增长，单位面积内的入网设备可能会增至千倍，若延续以往的宏基站覆盖模式，即使基站的带宽再大也无力支撑。
这个原由很好理解，以前的宏基站覆盖0个上网用户，这些用户均分这个基站的速率资源，而进入5G时代后用户的速率要求高多了，一个基站的资源就远远不够分了，只能布设更多的基站，例如让每个基站只负责20个用户，分餐的人少了，每个人自然就能多吃。
基站微型化则设布设密度会加大。为避免基站之间的频谱互扰，基站的辐射功率谱就会降低，同时手机的辐射功率也会降低。这有两个好外，一是功耗小了待机时间会增加，二是对人体的辐射会降低。传统基站好比是房屋中间的火炉子，近处烫远处冷，而5G的微基站就好比是地暖，发热均匀更加舒适。
微基站数量大幅度增加后，传统的铁塔和楼顶架设方式将会扩展，路灯杆、广告灯箱、楼宇内部的天花板，都会是微基站架设的理想地点。
波长缩短到毫米波还会有什么影响呢？还会影响到手机天线的变化，这就是下一节要说的5G另一项技术—高阶MIMO。
4、高阶MIMO
根据天线理论，天线长度应与波长成正比，大约在1/10~1/4之间，当前手机使用的是甚高频段（即分米波），天线长线大约在几厘米左右，通常安装在手机壳内的上部。
天线的长度为什么应在波长的1/10~1/4之间？因为这个比例可使电波的辐射和接收更有效，为什么会更有效？这我就不知道了，这得问物理学家。
5G时代的手机频率在提升几十倍后，相应的手线天线长度也会降低到以前的几十分之一，会变成毫米级的微型天线，手机里就可以布设很多个天线，乃至形成多天线阵列。
多天线阵列要求天线之间的距离保持在半个波长以上，手机的面积很小。现在的手机天线是几厘米长，多天线阵列是难以设置的。而随着天线长度的降低，特别是5G时代的毫米尺寸天线，就可以布设多天线阵列了，就给高阶MIMO技术的实现带来了可能。
啥是MIMO呢？其英文简写是“多入多出”的意思，高阶MIMO的意思是指基站与手机之间有很多对的信道并行通信，每一对天线都独立传送一路信息，经汇集后可成倍提高速率，这当然是件极好的事。
不知您是否思考过这个问题：因为基站不知道您在哪个方位，所以它跟你通信使用的电磁波是全向辐射的，就好像是电灯泡发出的光那样，只有到达你手机的辐射才是有用的，其它方向的辐射都是浪费的，这种巨大的无用辐射还成为了其它手机的干扰。
如上图所示，因为手电筒的能量更集中，所以比灯泡照的更远，基站与某部手机的关系就相当于光源与被照射物的关系。
现在基站与手机的关系就是灯泡模式，不管手机在哪个方位，都会把针对这部手机的信号进行全向的辐射，当然绝大多数非正对方向的能量都是浪费掉了，而且还成为了其它手机的干扰。
能不能把灯泡模式改成有指向性的手电筒模式呢？即把上图左面的全向辐射样式改成右面的这种窄波瓣样式，从而提高能量的使用效率？这就是下节要说到的波束赋形技术。
5、波束赋形技术
中国主导的3G国际标准TD-SCDMA有六大技术特点，其中有一项就是智能天线，在基站上布设天线阵列，通过对射频信号相位的控制，使得相互作用后的电磁波的波瓣变得非常狭窄，并指向它所提供服务的手机，而且能跟据手机的移动而转变方向。
由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务，这种新形式的无线电波束就不会干扰到其它方向的波束，从而可以在相同的空间中提供更多的通信链路。这种充分利用空间的无线电波束技术是一种空间复用技术，可以极大地提高基站的服务容量。
遗憾的是这项技术没有在3G时代得到应用，但在5G入网设备数量成百上千倍增加的情况下，这种波束赋形技术所能带来的容量增加就显得非常有价值，波束赋形技术很可能成为5G的关键性技术之一。
波束赋形技术不仅能大幅度增加容量，还可大幅度提高基站定位精度。当前的手机基站定位的精度很粗劣，这是源于基站全向辐射的模式。当波束赋型技术成功应用后，基站对手机的辐射波瓣是很窄的，这就知道了手机相对于基站的方向角，再加上通过接收功率大小推导出手机与基站的距离，就可以实现手机的精准定位了，并因此而扩展出非常多的定位增值服务。
6、综合分析
任何更新换代的关键性技术，都必须是经历过多年研究的成熟技术，按规划还有5年就要进入5G时代了，不太可能突然出现一个全新的技术并被吸纳为5G的国际标准中，考察5G的技术发展脉络还得从成熟技术中寻找答案。
在传统的宏基站大覆盖的情况下提速是非常困难的，20%的频谱利用率的提升都是了不起的成就，而在5G时代的千倍提速要求面前，这种内部挖潜的方法是行不通的，只有通过大幅度的加大带宽才有可能。
加大带宽是起点，由此而产生的毫米波、微基站、高阶MIMO、波束赋型等都是顺理成章的技术趋势。只要把基站做得足够小，其服务范围变窄了，单个用户获得的资源就能足够大，速度就可以提高到足够快。
所以说，5G的任何一项关键技术都不会有革命性的突破，其上千倍综合能力的提升，更多地是来自移动网络的重新布局。
三、后记
这篇5G科普您一定能看懂，而且还能理解一环扣一环的5大技术的原由，甚至觉得这是理所应当的。其实，这种易读性并不容易做到，尤其是技术门槛很高的通信专业，能让外行越容易理解的文章，就越能体现作者的功力，这还真不是王婆卖瓜，而是一个在教育界有共识的道理。
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