“人类社会的发展,都是走在基础科学进步的大道上。如果没有信息论的建立,我们就无法进入数字世界。”70年前,美国数学家克劳德·香农提出了著名的香农定理,为信息通信产业奠定了理论基础。香农定理所描述的信道容量极限,也为无线通信技术的演进留下了一个未知的挑战。
随着2G、3G、4G等无线技术的不断演进,卷积码、Turbo码先后得到应用,推动人类进入到今天的信息社会。而美国MIT教授Robert Gallager在1963年提出LDPC码后,土耳其教授Dr. ErdalArikan又发现了极化码,世界上唯一一类能够被严格证明达到香农极限的信道编码方法由此诞生。这时,是2008年。
当时的华为,仍然是全球通信设备企业里的“挑战者”,全年销售收入仅仅为170亿元美元,仅为现在的六分之一。一方面在刚刚启动的3G市场里与欧美老大哥们“掰手腕”,另一方面华为也在加大研发力度,试图摆脱技术的束缚。
2009年,华为开始5G研究,虽然当时的技术标准有很多,但华为认为,极化码有作为优秀信道编码技术的潜力。到了2013年,华为的5G研究投入达到6亿美元。
几年之后,华为的“坚守”有了成果。
2016年,在3GPP会议5G短码方案讨论中,以中国华为公司主推的Polar Code(极化码)方案,成为5G控制信道eMBB场景编码方案。这也是中国公司第一次从概念研发介入到标准、产品全链条参与的通信标准。
“当时我们决定选择了风险比较高的技术,甚至从工程角度不是非常成熟的一个技术,早期做出这样的决策并不是非常容易的事情。”华为首席科学家童文26日在一场采访中对第一财经记者表示,一旦做出决策,华为就不打算在一两年就获得收益,经历过很多的挫折,一步一个脚印才走到了现在,得到了现在的成果。

在同日举行的“5G极化码与基础研究贡献奖颁奖大会”上,包括童文在内的百余名基础研究与标准领域的华为专家受到表彰,而Arikan则被颁发特别奖项。华为同时宣布,未来将继续加大基础研究投入,每年150到200亿美元的研发费用中,20到30%将用于基础研究工作。据悉,2017年华为研发投入已经达到了138亿。
5G极化码的“十年蜕变”
5G(Polar)极化码对于华为的意义不言而喻。
2016年11月14日至18日期间,国际无线标准化机构(3GPP)无线物理层( RAN1) 第87会议在美国Reno召开,会议上,经过激烈的竞争,华为等中国企业主推的极化码(Polar Code)击败美国主推的LDPC码和法国主推的Turbo码,成为5G eMBB场景在短码上的控制信道编码方案。自此,经过两次会议的激战,在5G eMBB场景上,Polar码和LDPC码二分天下,前者为信令信道编码方案,后者为数据信道编码方案。Polar码和LDPC码一起历史性地走进蜂窝移动通信系统。
可以说,Polar码入选5G标准意味着中国通讯企业第一次迈入世界顶尖领域。
华为轮值董事长徐直军在表彰大会上表示,全球第一个符合3GPP标准的、支持Polar码的5G系统于2018年2月22日在西班牙巴塞罗那向全球发布,是由华为公司携手Vodafone共同完成的。而5G是华为第一次从概念到研究、标准、产业化的产品,十年的经验和教训值得总结和传承。
第一财经记者在大会现场看到,包括创始人任正非、董事长梁华以及三位轮值董事长在内的高管团悉数到场,并且为了迎接Arikan的进场,起身站立等待了十多分钟,进场后,现场掌声热烈而持久。这样高规格的接待在华为来说,并不常见。

对于华为的“表彰”,Arikan在随后的采访中对记者表示“非常惊喜”。“这充分展示了华为是一个与众不同的公司,选择了与众不同的道路,华为在基础研究方面的努力支持、鼓励、认可了学术界的努力,这是华为给我高规格奖项的原因。”
他认为,极化码是华为抓住的一个机会,“有时候大家会觉得这个代码不是在这个国家创立的,所以不太好用。我不想代表华为公司回答这个问题,需要强调的是他们确实抓住了很好的机会。”
事实上,华为和Polar码的缘分还要追溯到十年前。
“今天这个相聚的邀请函,可以说是在2008年7月24日就发出了,因为这是我们最早看到Arikan的Polar码论文的日子。”徐直军在表彰大会上说,华为5G研究最早是从2009年开始的,恰好也就是Arikan教授关于Polar码的论文在IEEE正式发表的那一年。
在2010年,华为识别出极化码作为优秀信道编码技术的潜力,在ErdalArikan教授研究基础上投入进一步研究,经过数年长期努力,在极化码的核心原创技术上取得了多项突破,并促成了其从学术研究到产业应用的蜕变。










