Sala de Observación de Máquinas: ¿Qué es el código polar del Huawei 5G?
¿Qué son los códigos LDPC y los códigos de coordenadas polares?
En primer lugar, LDPC y polar son ambos un tipo de codificación de canal, y ambos fueron seleccionados como estándares 3GPP por primera vez. La codificación de canales es un término en la industria de las comunicaciones. Se usa ampliamente para indicar la detección y corrección de errores de codificación. Se usa a menudo en los campos de la comunicación y el almacenamiento y es una de las tecnologías centrales de los sistemas de comunicación. En pocas palabras, la codificación de canales es un método de modulación digital que se utiliza para proteger los datos durante la transmisión y recuperarlos en caso de errores.
▲La codificación de canales equivale a una casilla de protección de datos.
Porque en el proceso de transmisión inalámbrica, convertiremos señales analógicas más complejas (incluida información de datos compleja) en señales digitales simples (compuestas por 0 y 1). Esto es conveniente para la transmisión, pero afectará los datos de recuperación. exactitud. Porque durante el proceso de transmisión inalámbrica de datos, a menudo se produce ruido o pérdida de datos. La codificación de canales consiste en agrupar estas señales digitales, recibirlas y almacenarlas, para luego recibirlas repetidamente y compararlas con datos previamente almacenados. Si los datos del mismo grupo son iguales, se considera correcto. Por ejemplo, si los datos almacenados aceptados son 1 y después de tres conjuntos de comparaciones, todos los datos son 1, entonces se considera que la transmisión de datos es correcta. La codificación de canales funciona como un mensajero. Los datos útiles son lo que compras, pero para asegurarte de que lleguen a ti de forma segura, debes empaquetarlos. Solía ser que un automóvil podía transportar 100, pero ahora solo puede entregar 50 cuando el paquete está terminado, pero la precisión ha mejorado.
Para las redes 5G, la definición de redes 5G del 3GPP incluye: eMBB (servicios de ancho de banda móvil de alto tráfico), mMTC (Internet de las cosas masivas) y URLLC (servicios de baja latencia y alta confiabilidad, como redes autónomas). conduciendo). Todo el escenario de cobertura de la red 5G tiene requisitos más estrictos en cuanto a velocidad de descarga y latencia. Por lo tanto, para la codificación de canales, la eficiencia es extremadamente importante y al mismo tiempo garantiza la confiabilidad. La eficiencia aquí se refiere a acercarse al límite de capacidad del canal: límite de Shannon. En pocas palabras, el límite de Shannon significa que cuando el ancho de banda es fijo y se conoce el ruido (se puede calcular en función de los datos del canal), el canal de transmisión puede acercarse a la capacidad máxima de datos del canal a través del límite superior de la capacidad de datos útiles. . Actualmente, los únicos códigos de canal que pueden cumplir con los requisitos de las redes 5G son LDPC y Polar.
▲ LDPC típico
Código LDPC: código de verificación de paridad de baja densidad. Fue propuesto por el Dr. Gallager del MIT en 1963, pero fue ignorado en ese momento debido a su complejidad computacional. Posteriormente, después de continuos esfuerzos, se simplificó el algoritmo de decodificación LDPC. Más tarde, se descubrió que los códigos LDPC pueden acercarse al límite de Shannon y los códigos LDPC volvieron al campo de visión de todos. El código LDPC es un código de bloque lineal con una matriz de verificación escasa, que tiene una plataforma de bajo error de bits, un proceso de decodificación simple y eficiente y baja complejidad y demora. En la actualidad, se ha aplicado en sistemas de comunicación como sistemas de radiodifusión, sistemas cableados, inalámbricos e incluso aeroespaciales, y los algoritmos de codificación y decodificación también son relativamente maduros.
▲Ventajas del código Polar
Código polar: Código polar. En comparación con el código LDPC, que tiene una historia de más de 50 años, se puede decir que los códigos de coordenadas polares son un juego de niños. La codificación de coordenadas polares fue propuesta por el profesor turco Erdar Alikan en 2008. Los códigos polares se basan en la teoría de la polarización de canales. Durante la decodificación, el canal se divide en canales libres de ruido y canales libres de ruido, la información útil se divide en canales libres de ruido y la información basura se divide en canales libres de ruido. Por tanto, en términos de velocidad teórica, los códigos polares pueden tener infinitas velocidades cercanas al límite de Shannon. En comparación con los códigos LDPC, los códigos Polar tienen más ventajas en el rendimiento de la red y la complejidad de la codificación y la retransmisión de códigos también es menor.
¿Cuál es la diferencia entre el código LDPC y Polar en la selección de estándares 5G?
Según los resultados finales de la reunión 3GPP RAN 1 #87, en el escenario eMBB, el código LDPC eventualmente se convertirá en el código largo de codificación del canal de datos y eMBB, mientras que el código Polar es el código corto del canal de control. esquema de codificación de código. Los códigos polares no son el único estándar, sino códigos cortos que sirven como canales de control. Entonces, el principal problema es la diferencia entre canal de datos y canal de control, código largo y código corto.
En pocas palabras, el canal de control es el principal responsable de transmitir instrucciones y parámetros de sincronización, y el canal de datos es el principal responsable de transmitir datos. Por ejemplo, en una carretera, el canal de datos es equivalente a la carretera principal, que transmite diversa información principal, y el canal de control es equivalente al carril de emergencia, y su función se puede imaginar. Los denominados "códigos largos y cortos" en el canal de control sirven para agrupar instrucciones binarias formadas por señales digitales. La información de uso frecuente se representa mediante dígitos binarios relativamente cortos y la información poco común se representa mediante dígitos binarios relativamente largos.
Hacer esto permite una codificación más rápida sin cambiar las instrucciones (los códigos de uso común son más cortos y más fáciles de revisar y compilar, y los códigos poco comunes son más largos y se pueden pasar rápidamente sin afectar la precisión de los datos).
Entonces, a juzgar por los resultados determinados en la reunión, Huawei no solo es el llamado "estándar win 5G", sino que incluso es el único estándar de codificación en el escenario 5G eMBB. En todo el escenario 5G eMMB, LDPC gana el canal de datos y el código largo, mientras que Polar gana el canal de control y el código corto, que como mucho está igualado.
¿Qué significa que el código Polar esté seleccionado en el estándar 5G?
▲Empresas que apoyan a Huawei en el encuentro.
Quizás los amantes de los teléfonos móviles hayan oído un chiste: Qualcomm es una empresa que vende procesadores de banda base. Esto también ilustra la importancia de las patentes de comunicación para las empresas en algunos aspectos. Esta vez se seleccionó el código Polar en el estándar 5G. Después de años de arduo trabajo, la industria de las comunicaciones de China, liderada por Huawei, finalmente ha conseguido un punto de apoyo firme en los estándares mundiales de comunicaciones. Aunque es solo una pequeña parte del proceso de establecimiento de estándares 5G, finalmente logró un gran paso para las empresas de comunicaciones chinas desde cero y ganó cierta voz en el campo de los estándares básicos. Para empresas nacionales como Huawei, que domina el código Polar, los resultados de la investigación acumulada pueden implementarse en el futuro.