美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月17日,經(jīng)過3GPP RAN1 87次會(huì)議討論,中國華為公司主推的Polar Code(極化碼)方案,成為5G控制信道eMBB場景編碼方案。這標(biāo)志著中國通信廠商在5G時(shí)代的話語權(quán)得到一定提升。從2G時(shí)代的跟隨者,到3G時(shí)代的參與者,再到4G、5G時(shí)代成為規(guī)則制定者之一,中國通信產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了一個(gè)厚積薄發(fā)的歷程。
厚積薄發(fā)奮起直追
上世紀(jì)80年代到90年代初,中國交換機(jī)市場形成了“七國八制”的格局——日本NEC和富士通、美國朗訊、瑞典愛立信、德國西門子、比利時(shí)BTM、法國阿爾卡特、加拿大北電壟斷了中國交換機(jī)市場。這不僅導(dǎo)致程控交換機(jī)價(jià)格異常昂貴,還因?yàn)楦骷夜局剖讲煌?,帶來一系列網(wǎng)絡(luò)兼容問題。這種技術(shù)受制于人的局面直到1991年才得到扭轉(zhuǎn)——解放軍信息工程學(xué)院的鄔江興院士(鄔江興被譽(yù)為中國程控電話交換機(jī)之父)研制出了比西方同類產(chǎn)品性能更優(yōu)越的程控交換機(jī)HJD04-ISDN。
鄔江興院士
在1992年,中興ZX500A交換機(jī)的實(shí)驗(yàn)局順利開通。緊接著,華為自主研發(fā)成功了第一代數(shù)字程控交換機(jī)C&C08A,并在1994年至1995年大規(guī)模投入生產(chǎn)。與此同時(shí),聯(lián)想成功研發(fā)出LEX118數(shù)字程控用戶交換機(jī)(倪光南院士任聯(lián)想總工程師時(shí),聯(lián)想也是技術(shù)流,不過,隨著倪光南和柳傳志技工貿(mào)、貿(mào)工技之爭,在倪光南的出走后聯(lián)想走上了貿(mào)工技之路)。
隨著國產(chǎn)交換機(jī)的問世,中國市場的程控?cái)?shù)字交換機(jī)價(jià)格直線下降,每線價(jià)格從500美元降至30美元,普通百姓安裝電話的費(fèi)用也隨之下降,電話從“舊時(shí)王謝堂前燕,飛入尋常百姓家”。中國通信產(chǎn)業(yè)由此逐步形成了以巨龍、大唐、中興、華為為代表的通信企業(yè)。
在2G時(shí)代,中國通信企業(yè)尚無力參與國際通信標(biāo)準(zhǔn)的制定。但在3G時(shí)代,國家決心爭奪通信標(biāo)準(zhǔn)的話語權(quán),通過從西門子手中購買技術(shù),再與國內(nèi)已有技術(shù)成果融合后,最終被國際電聯(lián)接受為3G通信標(biāo)準(zhǔn),也就是飽受爭議的TD—SCDMA,在TD—SCDMA已經(jīng)功成身退之際,依然被“經(jīng)濟(jì)學(xué)家”口誅筆伐。
誠然,在技術(shù)上,TDS不如WCDMA和CDMA2000成熟,在產(chǎn)業(yè)化方面TDS也不算特別成功,在用戶體驗(yàn)方面更是差強(qiáng)人意,但由于西方通信企業(yè)為了打壓中國標(biāo)準(zhǔn),想通過不參與TDS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方式,使TDS變成只存在于紙面上的技術(shù),給國內(nèi)廠商機(jī)會(huì)吃下了接近7億人的市場,而且可以避免被高通敲骨吸髓,進(jìn)而帶動(dòng)國內(nèi)通信企業(yè)的發(fā)展。中移動(dòng)以失去部分用戶和移動(dòng)3G用戶上網(wǎng)體驗(yàn)差一些為代價(jià),壯大了我國通信產(chǎn)業(yè),為中國參與國際通信標(biāo)準(zhǔn)制定跨出了萬里長征第一步。值得說明的是,在工信部對高通提起反壟斷之前,高通可以對CDMA和WCDMA制式的手機(jī)收取高通稅,但卻無法對TDS制式的手機(jī)收取高通稅,而這也是利潤相對稀薄的低端手機(jī)中,移動(dòng)手機(jī)在同配置下比聯(lián)通、電信手機(jī)便宜的原因之一。
在4G標(biāo)準(zhǔn)制定的過程中,因?yàn)楦咄ㄔ?G時(shí)代濫用其對CDMA專利的壟斷地位,特別是專利反授權(quán)和高通稅等行為引起了中歐通信廠商的眾怒,導(dǎo)致在4G通信標(biāo)準(zhǔn)制定中,中歐廠商的指導(dǎo)思想就是去高通化,使高通在4G時(shí)代跌下神壇,中歐通信廠商聯(lián)手上位。發(fā)改委之所以“敢于”對高通提起反壟斷,底牌之一也是中國通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從3G時(shí)代的參與者,成為4G時(shí)代的規(guī)則制定者,而高通在4G時(shí)代卻早已不復(fù)在3G時(shí)代的輝煌——在產(chǎn)業(yè)實(shí)力的力量對比發(fā)生變化之時(shí),在技術(shù)實(shí)力上此消彼長的情況下,舊時(shí)代的不平等協(xié)議理所當(dāng)然地應(yīng)當(dāng)被拋棄,行政力量的“干預(yù)”僅僅是加速這一過程,并為通信終端廠商與高通達(dá)成更加公平合理的新協(xié)議保駕護(hù)航。本次華為公司主推的Polar Code方案能夠成為5G控制信道eMBB場景編碼方案,在5G編碼領(lǐng)域占一席之地這是中國通信產(chǎn)業(yè)的又一次勝利。
背后的綜合國力博弈
正如“一流的企業(yè)做標(biāo)準(zhǔn),二流的企業(yè)做品牌,三流的企業(yè)做產(chǎn)品”,對于通信標(biāo)準(zhǔn)之爭各國通信廠商之間的火藥味異常濃烈,畢竟高通憑借CDMA專利收高通稅、反專利授權(quán)的場景歷歷在目,在談判和討論中,競爭異常殘酷。在之前的長碼之爭中,由于高通的方案其核心的必要專利都已經(jīng)過期了,因此獲得了三星等實(shí)力相對二流,技術(shù)實(shí)力也和一線廠商存在一定差距的中間派玩家的支持,并以幾票之差擊敗了華為的方案。
本次華為獲得的是控制編碼,主要競爭對手是美國主推的LDPC,和法國主推的Turbo2.0。在會(huì)議上,各公司從性能、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度,以及可行性等角度對幾個(gè)候選編碼進(jìn)行了全面的分析,性能優(yōu)越的Polar碼戰(zhàn)勝了LDPC和TBCC,最終成為控制信道上行和下行的編碼方案。而在短碼的數(shù)據(jù)編碼上,美國高通也再下一城——信道控制編碼相對而言對基站設(shè)備等更加重要,而基站設(shè)備是華為的傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)。而數(shù)據(jù)編碼對通信終端更重要,高通定然對數(shù)據(jù)編碼是勢在必得。
可以說,本次華為主推的Polar Code能夠成為5G控制信道eMBB場景編碼方案,很大程度上是因?yàn)橹袊C合國力的日益增強(qiáng),以及中國通信企業(yè)的鼎力支持,在最關(guān)鍵的投票中,華為在國內(nèi)的老對頭中興給予了很大的支持,國內(nèi)另一家通信企業(yè)大唐電信也與華為在同一個(gè)戰(zhàn)壕,在輿論上一直飽受詬病的中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通對華為的支持也是不遺余力。此外,在手機(jī)市場上與華為存在競爭關(guān)系的聯(lián)想、小米、VIVO、OPPO、酷派等公司也選擇支持華為,阿里巴巴、展訊、中國移動(dòng)研究院、信威通信也都站在華為一邊,值得關(guān)注度是除了中國大陸企業(yè)紛紛鼎力相助,宏碁、聯(lián)發(fā)科、臺(tái)灣國立大學(xué)這些來自海峽對岸的同胞同樣選擇支持華為。另外,比較出乎意料的是,英飛凌、馬沃爾、Skyworks等歐美企業(yè)也選擇了支持華為……可以說,如果不是中國的綜合國力給予保駕護(hù)航,以及海峽兩岸的通信企業(yè)和大學(xué)的鼎力相助,以及一些歐美企業(yè)的“雷鋒精神”(估計(jì)也從中受益),華為也是無法使Polar Code成為5G控制信道eMBB場景編碼方案的。
Polar Code成為5G控制信道eMBB場景編碼方案的意義
其實(shí),本次Polar碼戰(zhàn)勝LDPC碼和Turbo碼并非是兩者的第一次較量,在今年10月14日,Polar碼、LDPC碼和Turbo碼已經(jīng)較量過一回了——LDPC碼戰(zhàn)勝了Turbo碼和Polar碼,被采納為5G eMBB場景的數(shù)據(jù)信道的長碼塊編碼方案。
這里先解釋一下什么是長碼和短碼。編碼往往用最短的二進(jìn)制位數(shù)表示一個(gè)指令,二進(jìn)制位數(shù)越短則效率越高,在指令數(shù)量不變的情況下,越常用的指令當(dāng)然越短越好。然而,如果一味的追求指令簡短,必然會(huì)導(dǎo)致很多指令不等長,而不等長的指令將造成接收端沉重的處理負(fù)擔(dān)。如果用等長的長編碼雖然可以解決不等長指令的問題,但顯然會(huì)導(dǎo)致無效數(shù)據(jù)的大量傳輸,浪費(fèi)帶寬。在此情形下,工程師采取了折中的方案——把指令編成兩個(gè)組或者三個(gè)組,常用的指令用相對短的二進(jìn)制位數(shù)表示,不常用的指令用相對長的二進(jìn)制位數(shù)表示,這樣就解決了數(shù)據(jù)傳輸效率和減少接收端處理負(fù)擔(dān)的矛盾。
華為斬獲的控制信道是用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)的信息通道,主要用于傳輸指令操作下級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。高通斬獲的編碼信道則是用來增強(qiáng)數(shù)據(jù)在信道中傳輸時(shí)抵御各種干擾的能力。
由于3GPP定義了5G三大場景:增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(eMBB,Enhance Mobile Broadband),比如大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù);海量物聯(lián)網(wǎng)通信(mMTC,Massive Machine Type Communication),比如物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù);低時(shí)延、高可靠通信(uRLLC,Ultra Reliable & Low Latency Communication),比如無人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等需要低時(shí)延高可靠連接的業(yè)務(wù)。在本次會(huì)議和10月14日的會(huì)議中,明確的僅僅是eMBB場景的長碼和短碼,URLLC場景和mMTC場景的標(biāo)準(zhǔn)還沒有確定。
因此,我們要看到華為只是在eMBB場景中獲得了相對比較重要的短碼中,相對不算太重要的控制信道的標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán),而并非5G通信eMBB,mMTC和URLLC三大場景的所有編碼標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)。更何況在華為獲得eMBB場景短碼的控制信道的同時(shí),高通卻斬獲了eMBB場景的長碼和短碼的編碼信道。在此情形下,一些媒體宣傳“華為碾壓高通,拿下5G時(shí)代”顯然是言過其實(shí)了。
中國通信產(chǎn)業(yè)在URLLC場景和mMTC場景兩場硬仗中能贏么?
由于目前已經(jīng)敲定的只是eMBB場景的長碼和短碼,在未來還將有URLLC場景和mMTC場景兩場硬仗要打,那么中國通信產(chǎn)業(yè)能擊敗歐美的競爭對手么?
從目前的情況來看,由于在4G時(shí)代中歐聯(lián)手,使得高通在4G時(shí)代被邊緣化,中歐聯(lián)手上位。但由于近年來中國通信廠商在海外攻城略地,曾經(jīng)高高在上的諾基亞、阿爾卡特、朗訊、加拿大北電、西門子等曾經(jīng)的通信巨頭在錯(cuò)綜復(fù)雜的國際并購和拆分中已然變成了“失敗者同盟”,即便曾經(jīng)高不可攀的愛立信,現(xiàn)在也開始轉(zhuǎn)型做服務(wù)。這使得在4G時(shí)代的中歐聯(lián)盟漸行漸遠(yuǎn)——畢竟高通只是收點(diǎn)高通稅,說穿了就是要錢,而華為、中興卻是在要?dú)W洲通信廠商的老命。
然而歐盟貌合神離、一盤散沙的現(xiàn)狀又很難使其難以團(tuán)結(jié)一致——比如在eMBB場景短碼的爭奪中,愛立信就沒有支持法國主推的Turbo碼,而是選擇支持美國主推的LDPC碼。加上法國的綜合國力完全和中美不是一個(gè)等級,按照現(xiàn)在中歐漸行漸遠(yuǎn),歐盟四分五裂的情況,基本可以判斷歐洲國家在5G標(biāo)準(zhǔn)的爭奪中前景暗淡。除非歐洲廠商能團(tuán)結(jié)一致和中國做利益交換——比如,在接下來的標(biāo)準(zhǔn)爭奪中,中國支持歐洲主推的標(biāo)準(zhǔn)在URLLC場景獲勝,歐洲支持中國主推的標(biāo)準(zhǔn)在mMTC場景獲勝,聯(lián)手排擠以美國高通為首的陣營。
不過,筆者認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的概率教小,在URLLC場景和mMTC場景的爭奪中很有可能是中美瓜分掉剩下的標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán),而且很有可能美國會(huì)占據(jù)一定優(yōu)勢。