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5G信道编码技术取得新突破

日期: 2019-03-27
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[中国,深圳,2016年10月8日] 华为近日宣布继今年4月份率先完成中国IMT-2020(5G)推进组第一阶段的5G空口关键技术验证和测试后,在5G信道编码领域的极化码(Polar Code)技术上再次取得最新突破。静止和移动场景、短包和长包场景的外场测试增益稳定性能优异,与高频毫米波频段上的组合测试实现了高达27Gbps的业务速率。测试表明,利用极化码(Polar Code)这种编码技术可以同时满足国际电信联盟(ITU)定义的高速率、低时延和多连接的5G三大类应用需求。

5G要实现的10Gbps甚至20Gbps的峰值速率、千亿的连接、1毫秒的时延能力,必须以革命性的基础技术创新来提升了网络性能。高效信道编码技术以尽可能小的业务开销增加信息传输的可靠性,信道编码效率的提升将直接反映到频谱效率的改善。构造可达到信道容量或者可逼近信道容量(Shannon限)的信道编码方法,及可实用的线牲复杂度的译码算法一直是信道编码技术研究的目标。

极化码(Polar Code)作为目前唯一可理论证明达到香农极限,并且具有可实用的线性复杂度编译码能力的信道编码技术,成为下一代通信系统5G中信道编码方案的强力候选者。极化码(Polar Code)构造的核心是通过“信道极化(channel polarization)”的处理,在编码侧,采用编码的方法使各个子信道呈现出不同的可靠性,当码长持续增加时,一部分信道将趋向于容量接近于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。在译码侧,极化后的信道可用简单的逐次干扰抵消译码的方法,以较低的实现复杂度获得与最大似然译码相近的性能。

华为在中国IMT-2020 (5G)推进组5G第一阶段外场的信道编码实际测试中,测试了极化码(Polar Code)在静止和移动场景下的性能,通过极化编码的使用和译码算法的动态选择,同时实现了短包(大连接物联网场景)和长包(高速移动场景,如自动驾驶等低时延要求)场景中的稳定的性能增益,使现有的蜂窝网络的频谱效率有近10%的提升,还与毫米波结合达到27Gbps的速率,实测结果证明极化码(Polar Code)可以同时满足ITU的超高速率、低时延、大连接的移动互联网和物联网三大类应用场景。

新空口技术是5G区别于传统通信技术最革命性的创新,华为通过多种新空口技术(F-OFDM,Polar Code,SCMA, Grant Free,Short TTI)的组合,总体可使5G空口提升3倍频谱效率,为5G关键技术选型做好了充分的准备工作。


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