飛象網(wǎng)訊（孫迎新/文）人類(lèi)社會(huì)的每一次重大變革，都是以基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步為發(fā)展基石。
如果沒(méi)有基礎(chǔ)信息理論的建立，數(shù)字世界只能存在于想象之中。
而那些從事基礎(chǔ)研究的科學(xué)家，正是時(shí)代的探索者。
2018年7月26日，華為在深圳總部舉辦隆重頒獎(jiǎng)儀式，華為創(chuàng)始人任正非親自為5G極化碼（Polar碼）的發(fā)現(xiàn)者，來(lái)自土耳其畢爾肯的Erdal Arikan教授頒發(fā)特別獎(jiǎng)項(xiàng)，致敬其為人類(lèi)通信事業(yè)發(fā)展所作出的突出貢獻(xiàn)。
而這位科學(xué)家是誰(shuí)？
他取得了怎樣的成就？
為通信技術(shù)發(fā)展作出怎樣的貢獻(xiàn)？
不急，我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一位科學(xué)家……
香農(nóng)極限的誕生
70年前，美國(guó)數(shù)學(xué)家克勞德·香農(nóng)提出了著名的香農(nóng)定理，描述的信道容量極限為整個(gè)信息通信發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。
克勞德•艾爾伍德•香農(nóng)博士（Dr. Claude Elwood Shannon ，1916年4月30日—2001年2月24日），信息論的創(chuàng)始人，數(shù)字通信的奠基者。
香農(nóng)在1948年提出過(guò)一個(gè)著名的公式，即香農(nóng)定理：C＝Blog2（1+S/N）其中C為最大信息傳送速率，W為信道的寬度，S為信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率，N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。
這是一個(gè)非常偉大的公式，因?yàn)樗逦囟x了無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域理論上的傳輸速率由哪些因素決定，以及相互之間的量化關(guān)系。對(duì)無(wú)線(xiàn)通信原理和技術(shù)的發(fā)展起到?jīng)Q定性的推動(dòng)作用，為如何利用有限的頻譜資源更快更好地傳遞信息指明了方向。
同時(shí)，這個(gè)公式的另一個(gè)偉大意義就在于，通過(guò)這個(gè)公式可以推導(dǎo)出“即便頻譜資源是無(wú)限的，傳遞的信息速率也是有極限的”結(jié)論，進(jìn)而使得傳輸速率最終達(dá)到一個(gè)極限。同時(shí)可以推導(dǎo)出，在給定帶寬的情況下，以一定質(zhì)量可靠傳輸信息的最大速率，這就是著名的香農(nóng)極限。
香農(nóng)極限客觀(guān)上要求無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)需要用更先進(jìn)的信道編碼技術(shù)，來(lái)保證信息傳輸?shù)男屎涂煽啃浴?/P>
無(wú)數(shù)的信道編碼技術(shù)研究者和科學(xué)家在其中孜孜不倦地探索，以實(shí)現(xiàn)編碼技術(shù)的終極目標(biāo)：以盡可能小的開(kāi)銷(xiāo)確保信息的可靠傳送，以達(dá)到香農(nóng)極限，這其中也包括Erdal Arikan教授。
極限的探索之路
Erdal Arikan教授于1958年出生在土耳其，畢業(yè)于美國(guó)加州理工大學(xué)，并于27歲獲得麻省理工學(xué)院博士學(xué)位，師從Robert Gallager教授。Gallager教授是LDPC編碼原理的發(fā)現(xiàn)者，信息領(lǐng)域的先驅(qū)，他嚴(yán)謹(jǐn)而極富創(chuàng)造力的教學(xué)引導(dǎo)Arikan開(kāi)啟了一片更加廣闊科學(xué)天空。
經(jīng)過(guò)二十多年孜孜不倦的探索，2008年，Arikan教授終于發(fā)現(xiàn)了極化碼。極化碼開(kāi)拓出了信道編碼的新方向，也是當(dāng)前世界上唯一類(lèi)能夠被嚴(yán)格證明達(dá)到香農(nóng)極限的信道編碼方法。
從理論到技術(shù)實(shí)現(xiàn)
2010年，華為識(shí)別出了極化碼作為優(yōu)秀信息編碼技術(shù)的潛力，在Erdal Arikan教授的研究基礎(chǔ)上，投入進(jìn)一步的研究，經(jīng)過(guò)數(shù)年的長(zhǎng)期努力，華為在極化碼的核心原創(chuàng)技術(shù)上取得了多項(xiàng)突破，促成了極化碼從學(xué)術(shù)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的蛻變。
Polar 碼技術(shù)成為5G標(biāo)準(zhǔn)
極化碼的應(yīng)用能夠大大提高5G的編碼性能，降低譯碼復(fù)雜度和接收終端功耗。2016年，極化碼順利成為3GPP 5G NR控制信道編碼。5G標(biāo)準(zhǔn)是全球無(wú)線(xiàn)通信基礎(chǔ)研究與技術(shù)進(jìn)步的結(jié)晶，更是由全世界數(shù)十家公司、數(shù)萬(wàn)科學(xué)家和工程師花費(fèi)數(shù)十年努力推動(dòng)發(fā)展起來(lái)的，而華為是其中的積極貢獻(xiàn)者之一。
無(wú)數(shù)科學(xué)家的實(shí)踐證明，理論與技術(shù)上的突破從來(lái)不是一蹴而就。
一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的突破，往往需要幾代科學(xué)家的知識(shí)傳承與創(chuàng)新。
5G的帷幕才剛剛開(kāi)啟，而我們又將開(kāi)啟一個(gè)偉大時(shí)代的前沿。
而那些經(jīng)過(guò)理論與實(shí)踐檢驗(yàn)的技術(shù)終將沉淀下來(lái)，并在人類(lèi)科技史上留下濃墨重彩的一筆。
探索的燈塔，將永遠(yuǎn)照亮人類(lèi)前行之路。在此謹(jǐn)向Erdal Arikan教授及所有推動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)步的科學(xué)家與通信人致以崇高的敬意和感謝！
向探索者致敬！
更多精彩內(nèi)容請(qǐng)點(diǎn)擊視頻
觀(guān)看Erdal Arikan教授與極化碼（Polar Code）的探索傳奇
