汪涛：中国参与制定5G核心标准，这是理所应当的事情

11月17日，华为公司主推的Polar Code（极化码）方案，成为5G控制信道eMBB（增强移动宽带）场景编码方案。此事当然是值得祝贺的事情，不过，有些文章过度把这个说成是华为原创，以及无线编码是移动通讯的最核心技术，可能会引起一些外行的误解。这里需要简单作一下科普。另外，作为曾与李进良、丁守谦老师等一起深入参与过中国3G、4G通信标准战略推动的作者本人，对此有更多的感慨，也借此机会谈一下中国标准战略问题。

一、这个技术是个什么概念？

首先指明一下，无论无线还是有线信道技术，主要是两个方面：一是如何把信道变成数字信道，在相同频谱资源前提下可以形成的数字信道码率更大；二是解决数字信道如何有效传递数字信息的问题。

这两个是有一定相关性的，不过前一个主要是调制解调的问题，后一个主要是编码解码的问题。这两个方面从通信协议上说都是属于“物理层”的问题。越是底层的协议，一般来说就越是基础，改动越难。所以，华为公司此次能在物理层协议上作些文章，是值得喝彩的。当然，射频调制解调是比编码更基础的协议，因此其难度和作用力才是通信中最顶级的，编码解码还是属于次一级的。

二、编码的作用是什么？

通过将信道数字化后，已经可以传递0、1数字信号。但是，真正在通信过程中是不能简单地直接就这么传的。举个例子，如果0是0伏特、1是5伏特，这样的数字信号传送时会形成一个直流电压，这是很麻烦的事情。学过模拟和数字电路的人就知道，直流会决定电路的工作状态，如果存在一个直流输入电压，可能会改变电路的工作状态。信道中也会存在不应有的多余能量损耗。因此，通信工程师们想到的一个解决办法是用对称的-5伏和5伏分别表达0和1，并且先对成串的0、1信息进行扰码，这样-5伏和5伏的脉冲数量变成基本相同的，从而就没有直流了。

另外，在信道中会有干扰和误码，除了通过调制解调技术增强抗干扰能力外，通过编码技术也可以增加抗干扰能力——这就是检错、纠错等编码技术。我们现在用的身份证号总共18位，最后一位就是校验位，它是根据前面17位数字通过一定的计算生成一个数字。这样如果有误码时，就能发现前面17位算出的数字和最后一位校码位对不上了，从而实现误码的发现，这样的编码就是检错编码。如果提供这样的附加位，甚至可以实现把错误的数字纠正过来，这就是纠错编码。

数字电路中的干扰大多是突发性的，如果直接按信息本身顺序传递，就会出现一连串连续误码，误码多了就没法检错和纠错了，因为任何检错和纠错编码技术都有一定的限制。所以，还有一种办法就是把一定长度的信息分组，打散以后传递，接收后再重新排序。如果有干扰，接收重新排序后就会把突发性的一串连续干扰误码尽可能分散，从而就更加容易被检错和纠错。

理论上说，检错和纠错不是绝对的，例如身份证上的号码有可能出现的数字错误在计算后与最后一位校验位正好就对上了，从而发现不了错误。因此，一个好的编码技术就是让这种发现不了的错误几率越少越好。同时，又能使编解码算法消耗的计算量更少。LDPC（低密度奇偶检验码）和POLAR码等编码技术的目的都是干这个的。因此，拿华为的POLAR编码与TD-SCDMA技术直接相比不完全合适，因为TD-SCDMA技术有很多部分属于射频调制解调技术，虽然都同属物理层，但比编码更深一层，并且难度大多了。

三、POLAR码来源是什么？

说POLAR编码是华为原创，这个说法不完全准确，准确地说是华为在这个领域作了一些工作，更重要的是他们主推这个技术。可能出乎很多人意外，POLAR码既不是中国人的原创，也不是人们想像的欧美和日本等所谓发达国家的原创，它是土耳其毕尔肯大学（Bilkent）Erdal Arikan教授2008年的原创。原始论文发表在IEEE上：“Channel polarization: a method for constructing capacity achieving codes for symmetric binary-input memoryless channels.”对搞理论科学的人来说，最想发表论文的地方是《科学》、《自然》等，而对搞电工和信息技术的人来说，最想发表文章的地方就是IEEE（全称是Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会）。POLAR码在提出后很快成为通信界的一个热点，有很多改进方法提出。土尔其几乎没有任何自己的通信产业，所以，POLAR码的实际应用也只能指望欧美和中国了。

四、什么是eMBB？

ITU已经对5G定义了三大应用场景，一是增强型移动宽带（eMBB，Enhance Mobile Broadband）；二是海量物联网通信（mMTC，Massive Machine Type Communication）；三是低时延、高可靠通信（uRLLC，Ultra Reliable & Low Latency Communication）。eMBB简单来说是因为数字移动通信和数字处理技术的不断进步而自然导致的结果，它将基站射频信号处理中模拟部分尽可能缩短，在转变成数字信号后，将过去信号处理中广泛应用的快速傅立叶变换、高速加密解密等数字处理技术能加的都加上去，使在3G时代的TD-SCDMA技术中就已经开始使用的智能天线、软件无线电等真正达到了极致。

这三大应用场景可能会让普通人感觉缺点什么，因为过去听到2G、3G、4G、5G技术时，主要听到的都是带宽从多少增加到多少。以上三大应用场景中怎么找不到带宽是多少的信息呢？其实，随着过去数字移动宽带技术的发展，靠射频技术本身进步提升带宽已经很困难了，能提升个百分之几十甚至十几都很困难，相比之下，从GSM的2G转到CDMA时，带宽效率一下就提升了5倍多。因此，5G带宽的提升其实主要是靠增加频谱实现的——（这样啊，好像技术含量不够高噢！）所以，5G技术研发主要着力点是放在了应用场景的扩展上。mMTC会让5G的终端不再是手机，而会出现大量摄像头、烟雾传感器、微波炉、冰箱、无人机……等等全新的机器类5G终端。uRLLC会让无人驾驶汽车等采用5G来实现。

五、技术政治多于技术本身

LDPC是60年代提出的技术，当时就已经接近理论上最优水平了。POLAR码的确有自己的特点，但能改进的空间显然就相当有限了。因此，这个领域里的较量更主要是一种技术政治，是否原创并不重要。华为现在能够主推一些自己的标准，能够在标准领域进行竞争，这才是重要的事情。

大公司往往不重视、甚至反对技术创新。这个不仅中国公司如此，美国的CISCO、HP、IBM、微软等公司都是如此，他们的创新主要靠收购技术创新公司。任正非早就说过华为要的不是“院士”，而是“院土”。当年推TD-SCDMA时，华为不仅不积极，甚至有些反对。问题是华为、中兴等公司并不擅长收购，原来主要靠模仿、细节功能和成本改进来取胜。如果既不搞创新公司收购，自己又不推进一些新原理的技术，其他国外大公司又都被自己打垮了，那新的通信技术从哪里来呢？

事实上，从研发实力和经济实力上说，华为中兴早就有能力主导整个5G甚至原来的4G和3G的发展，却迟迟不愿变成技术主导型公司。现在是被逼得实在没办法了，一不小心把自己主推的一个标准变成ITU的5G标准。原来的巨头诺基亚、爱立信、朗讯、阿尔卡特、西门子、马可尼、北电、摩托罗拉……现在已经快变成“诺西阿朗摩北爱马”（Nsalmnem）公司啦！并且其很多业务被拆分转卖了几道手，外行人甚至内行人都快搞不清楚最后被转到哪里去了。例如摩托的手机业务被微软买走居然又转卖给了中国的联想。除了只是作为上游芯片提供商的高通，在设备和系统研发层面，华为中兴哪里还有什么像样的竞争对手存在？到现在还在想象着外面存在一个与自己对抗的巨人。把一个土尔其教授发明的POLAR码改进一下挤进ITU的5G标准，不用过于大吹大擂了。

六、超越“落后者思维定式”

我现在所在的公司数码视讯主导了CCMTS的标准，客观上说这也是在原来人家美国CMTS标准（DOCSIS）技术基础上开发的，但这又如何？CCMTS对网络结构作了巨大的根本性调整，已经算是全新一代技术标准。美国的CABLELAB实验室和美国主流有线网络公司等，都在以这个标准为基础发展新的技术标准，这个事情当时就是我去位于丹佛的CABLELAB实验室，以及美国前5大有线电视运营商谈的。这是除TD移动技术之外中国真正主导标准成功的一个案例。人家其实很开放，只要你技术上真有优势，客观上都是很尊重的。

我在中兴时曾力推“融合节点”、TD-SCDMA以及其他很多创新技术的方案，但内部阻力非常大。在数码视讯我用类似融合节点的思想推动，很快数码视讯产品部门就接受这个思路建立了EMR（增强型媒体路由器）平台标准。这种平台可以把几乎所有数字电视功能设备全部集成在单一产品之中，并且可以像搭积木一样组合出任意的数字电视功能，甚至是一个单机内的网络。在数码视讯的EMR推出后，全球所有数字电视硬件厂家的产品全都不得不跟随这个事实标准，包括美国的CISCO、哈雷、德国的BLANKOM等。甚至德国BLANKOM公司的产品用的名字“变色龙”都是抄袭我初期名称创意“魔术师”（后来我们很快放弃了这个名称）。在CISCO新产品完成之前，曾向我们购买过4千多路EMR编码器用在其南美的项目中，这些合同就是我签的。有一年在荷兰IBC展会上我给国内客户介绍我们的这个产品时，他们很高兴地问：“太好了，你们现在和国外公司相比还有多少差距啊？”我回答他们说：“国外公司在这方面和我们相比差距嘛那还是有的。”“啊？啊！啊！！说得好、说得好，哈哈哈……”。

现在我做投资业务时，不时遇到被EMR等产品打得快破产的原国外竞争对手寻求被并购的项目。华为、中兴等死活不愿意通过技术领先战略去战胜对手，老是习惯于以床垫文化折腾自己的研发，以狼性文化和战争策略（并且是最低级消耗战的战争策略）把自己的销售往死里折磨。虽然商业上成功了，但让人很恼火，国外很多人不喜欢他们做事的方式，想尽一切办法找他们的麻烦。数码视讯迅速打败大量竞争对手过程中，别人很尊重我们，没人找我们麻烦，破产了要卖掉时也是先来问我们买不买。

在3G时代，中国提出TD-SCDMA技术时，整个中国社会感到一片混乱。我和李进良、丁守谦老师在网上发了很多文章力劝中国社会接受，当时阻力很大。我在中兴内部也曾力推中兴支持TD-SCDMA，好在中兴抓住了这个机会在3G时代着实风光了一番。今天华为能主动地在5G编码领域占一席之地，让人百感交激——绝对不是这个成就本身不值得祝贺，而是中国公司做这种事情真的是太少了。一些文章还把这次“谈到深夜1点半”当成荣耀吹嘘！岂不知让人感觉还是靠欺负老外不善于熬夜的老套路成功的。中国的通信产业本身实力早就已经进入可以在全球孤独求败的境界，却还是硬要去想像还有强大的竞争者存在。

“行千里而不畏者，行无人之地也。攻而必取者，攻其所不守”。如果寻找到真正创新的技术，能“行无人之地”“攻其所不守”，喝咖啡过程中早就轻松地谈完了，因为别人只能听你谈，哪里需要谈得激烈到这种程度？这么强的实力还要谈到深夜1点半？当年3G时代北邮的教授李道本教授就提出过一个LAS技术，如果早就意识到技术领先者战略，发展到今天哪里还需要谈到深夜1点半？中国现在的很多落后不是自己的实力真落后，而是在“落后者思维”锁定下，本身已经拥有拳王的实力，却硬要与一个快80岁的老人打成平手，绝对不能真正去成为拳王，否则就是“大逆不道”。在国内已经算是比较先进的通信领域都是如此，其他领域是什么状况就可想而知了。

因此，华为的这次成功并不是自身技术实力的充分展示，最主要是心理上超越自我“落后者思维定式”的开始。什么时候华为公司能把定个ITU标准看成“理所应当”，定个一般的ITU标准那都是不好意识说出口的事情，什么时候才算是真正应当有的“华为”。更重要的是，只有当整个中国社会对此已经习以为常，别再像当初提出TD-SCDMA时那样大惊小怪，那才是中国真正进入创新型社会的标志。

（作者简介：汪涛。曾任中兴通讯国际市场副总裁，北京数码视讯科技股份有限公司国际市场总经理，现为数码视讯国际投资总裁。

出版专著：《通播网宣言》、《生态社会人口论》、《纯电动拯救世界》、《超越战争论——战争与和平的数学原理》。

敬请关注微信公众号：纯科学 新浪微博@汪涛_纯科学）

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