2. 极化码—Polar码
Polar码是由土耳其比尔肯大学教授E. Arikan在2007年提出 ， 2009年开始引起通信领域的关注 。 Polar码是一种新的信道编码方案 ， 它是基于信道极化理论提出的一种线性分组码 。 理论上 ， 它在低译码复杂度下能够达到信道容量且无错误平层 ， 而且当码长N增大时 ， 其优势会更加明显 。
信道极化理论是Polar编码理论的核心 ， 包括信道组合和信道分解部分 。 信道极化过程本质上是一种信道等效变换的过程 。 信道计划过程如下图所示 ， 当组合信道的数目趋于无穷大时 ， 则会出现极化现象：一部分信道将趋于无噪信道 ， 另外一部分则趋于全噪信道 ， 这种现象就是信道极化现象 。 无噪信道的传输速率将会达到信道容量I (W) ， 而全噪信道的传输速率趋于零 。 Polar码的编码策略正是应用了这种现象的特性 ， 利用无噪信道传输用户有用的信息 ， 全噪信道传输约定的信息或者不传信息 。
信道极化过程示意图
根据上述信道极化理论 ， Polar码选择I (W )接近于1的完全无噪声比特信道发送信源输出的K位信息比特 ， 而在I (W)接近于0的全噪声比特信息上发送（N-K）位冻结比特 。 通过这种编码构造方式 ， 保证了信息集中在较好的比特信道中传输 ， 从而降低了信息在信道传输过程中出现错误的可能性 ， 保证了信息传输的正确性 。
3. Turbo码
Turbo码是由法国科学家C.Berrou和A.Glavieux发明 。 从1993年开始 ， 通信领域开始对其研究 。 随后 ， Turbo码被3G和4G标准采纳 ， 开始了长达十几年的统治 。
Turbo码由两个二元卷积码并行级联而成 。 Turbo编译码器采用流水线结构 ， 其编译码基本思想是 ， 采用软输入/软输出的迭代译码算法 ， 编码时将短码构成长码 ， 译码时再将长码转为短码 。 Turbo码的编码结构如图所示 。 Turbo编码器的结构包括两个并联的相同递归系统卷积码编码器 ， 二者之间用一个交织器分隔 。 编码器Ⅰ直接对信源的信息序列分组进行编码 ， 编码器Ⅱ为经过交织器交织后的信息序列分组进行编码 。 编码的全过程是 ， 信息位一路直接进入复接器 ， 另一路经两个编码器后得到两个信息冗余序列 ， 再经恰当组合 ， 在信息位后通过信道 。 为了使编码器初始状态置于全零状态 ， 需在信息序列后添加mbit尾信息（未必全是0）；但由于交织器的存在 ， 编码器Ⅱ在数据块结束时不能回到零状态（要使两个编码器同步置零 ， 必须设计合适的交织器） 。
Turbo码编码原理图
二、标准化进展
2016年10月的里斯本会议以及11月的里诺会议上针对eMBB应用场景讨论了信道编码方案 ， 候选编码方案有美国主推的LDPC码、中国主推的Polar码以及法国主推的Turbo码 。 而编码应用主要集中在两类信道：数据信道 ， 控制信道 。 数据信道用来传输数据 ， 如视频业务 ， 控制信道用于传输控制信令等信息 ， 如寻呼信令 。 数据信道编码所需要的码长范围远远大于控制信道 ， 且数据信道编码需要支持高速率数据传输 ， 因此 ， 又有长码和短码之分 ， 而控制信道由于对码长有限制 ， 即不超过100bit ， 因此 ， 控制信道只有短码 。 两者码块信息比特长度的大致范围如下表所示 。
数据信道和控制信道码块信息比特长度范围
最终会议达成结果如下表所示 ， 确定将LDPC码作为eMBB数据信道的编码方案 ， Polar码作为eMBB控制信道的编码方案进入了5G后续的标准化讨论 。
3GPP会议投票梳理（来源：科技快报网）
【华为工程师纯技术解读5G编码标准】参考文献：
[1] Theory I P G O I. IRE transactions on information theory[M]. Professional Group on Information, Institute of Radio Engineers, 1955.
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