5g带来的时代红利（5G背后的激流暗涌）

本文来自微信公号“硬核财经”（yinghecaijing），文|核叔。

1987年，广东为了与港澳实现移动通信接轨，率先建设了模拟移动电话系统。广东邮电局从国外引进了一百台“大哥大”手机，在广州六运会上开通并正式商用。

那个时代，中国做不了移动通信系统，固网设备也全靠进口，分别来自7个国家和8种制式的机型，形成了“七国八制“的格局。

这一年，43岁的任正非在深圳的一间简易房里创办了华为，做电话交换机（PBX）的销售代理，只能赚点小钱；从MIT辞职的犹太人教授欧文·雅各布创办高通也才两年，在一家比萨店的楼上租了一间办公室，他们主推的CDMA技术无人问津，日子同样过得紧张。

这时世界电信巨头有十几家之多，像美国的摩托罗拉、朗讯，欧洲的诺基亚、爱立信、阿尔卡特，加拿大的北方电讯，日本的富士通、NEC等。当时没人能够想到，后起之秀高通和华为将在5G之争中扮演主角。

一

1973年，摩托罗拉工程师马丁·库珀发明了世界上第一台移动电话。但是移动电话制造出来了，要如何规划网络？AT&T公司的贝尔实验室给出了答案，那就是蜂窝网络。

在蜂窝网络中，每一个地理范围都有多个基站，这些基站以蜂窝的形状排列，并受一个移动电话交换机的控制。

在这个区域内任何地点，移动电话都可经由无线信道和交换机接入公共交换电话网(PSTN)，同时，在两个或多个移动交换机之间，只要制式相同，还可以进行自动和半自动转接，从而扩大移动电话的活动范围。

蜂窝网络

1978年，贝尔实验室基于蜂窝网络概念研制成功了先进移动电话系统（AMPS，Advanced Mobile Phone System），这就是第一代移动通信系统(1G)。5年后，这套系统在芝加哥正式投入商用。

积极跟进1G的还有日本、北欧、德国、法国、意大利、加拿大等国，他们建设了各自的移动通信网络。

1985年，英国建设了频段在900MHz的全接入通信系统（TACS，Total Access Communications System），它实际上是美国AMPS的修改版本，主要是频段、频道间隔、频偏、信令速率不同，其他完全一致。

1G时代的王者非摩托罗拉莫属，它不仅垄断了移动电话市场，而且还是AMPS系统的设备供应商。

马丁·库珀和摩托罗拉移动电话

摩托罗拉在全球攻城略地，也意味着第一代移动通信标准把持在美国人手里，全球超过70个国家应用AMPS标准，英国的TACS标准也在近30个国家和地区使用，其中就包括中国。

但是1G系统先天不足，由于采用落后的模拟和频分复用（FDMA）技术，存在容量有限、系统太多、系统不兼容、通话质量差、易被窃听、设备昂贵、无法全球漫游等众多缺点。

从1G发展到2G，为了提高通话质量，业界提出用数字通信替代模拟通信，提升容量主要有两种解决方案，时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA），当时欧洲和美国几乎所有的电信巨头都选择了TDMA，只有刚成立的高通在坚持CDMA。

1G所采用的FDMA技术，一个用户在通话时占用一个信道。TDMA则可实现在单个信道内服务多个用户的能力，它将无线信道分成8个时隙，供8个用户得轮流使用，从而提升了容量。

各国在TDMA上达成共识，接下来就要讨论标准，这时欧洲各国吸取了1G时代各自为政的失败教训，1982年欧盟联合成立了GSM负责通信标准的研究，爱立信、诺基亚、西门子和阿尔卡特等电信巨头都加入了进来。

最初GSM是法语移动专家组的缩写，后来这一缩写含义被改为全球移动通信系统（Global System for Mobile communications），以此彰显欧洲人将GSM标准推广到全球的雄心。

在欧洲已经统一标准之时，美国业界开展了CDMA和TDMA的技术之争，讨论究竟哪一种技术更有优势，结果这两种技术分别被不同的运营商采用，一个国家搞出了三个标准。

当时美国有众多模拟AMPS的存量用户，所以并没有采用欧洲的GSM网络，AT&T只是在AMPS中应用了TMDA技术，每个信道的容量从1提升到了3，但与GSM仍有不小差距。

1989年CDMA就被证明能够支持10倍以上的AMPS系统的容量，但是CDMA系统标准成熟得晚，1994年才开始商用，此时欧洲主要国家的GSM渗透率已达80%，国际化程度非常高。

1995年，中国移动采用GSM技术建设了2G网络。中国联通随后也采用了GSM技术。

时任邮电部部长吴基传打通了中国第一个GSM电话

自1991年爱立信和诺基亚在欧洲大陆上架设了第一个GSM网络。短短十年内，全世界有162个国家建成了GSM网络，市场占有率高达75%。2G时代的美欧之争以欧洲的胜利告终。

欧洲的爱立信和诺基亚成为最大的受益者，在2G时代飞速发展成为全球领先的通信设备商和手机厂商。摩托罗拉因为在模拟手机上的固执以及铱星计划的破产，开始走向衰落，1997年在手机市场被诺基亚拉下神坛。

二

80年代初，麻省理工学院的犹太人教授欧文·雅各布翻出了尘封已久的CDMA技术。

CDMA并非一项全新的技术，其前身是好莱坞艳星海蒂·拉玛尔在1941年发明的“跳频技术”，一种扩大通讯容量并保密信息的方式。她为这项技术申请了专利，并将它无偿送给美国政府，希望对二战有所帮助。但是它并没有引起美国政府的重视，最终这项专利过期。

直到冷战时期，美国军方才将CDMA技术应用到军事通信上，以确保信息传输时不被苏联所窃取。

雅各布与CDMA的渊源就从这时候开始了，他和犹太人科学家安德鲁·维特比创办的通信公司Linkabit，负责承接这笔订单，为美国军方和航太局开发卫星通信和无线通信技术。

高通创始人

1980年，雅各布和维特比将Linkabit卖给同属通讯领域的M/A-COM公司，然后于1985年创办了高通（Qualcomm），意即高品质的通信（Quality Communications）。

不得不提的是，维特比在1967年发明维特比算法，用于在数字通信链路中解卷积以消除噪音。它使卷积码广泛用于信息和通信行业，不论GSM还是CDMA标准，亦或是3G、4G的信道编码技术采用的都是卷积码。

不过由于CDMA技术起步较晚，当时所有人的目光都集中在TDMA技术上，押宝给TDMA，在研发方面投入巨资，欧洲早早确立了GSM标准，美国电信工业协会也认可TDMA为第二代移动通信技术。

为了证明CDMA比GSM好用，高通可谓是煞费苦心，它花了数年时间进行实地实验、驱动测试以及行业演示，高通不仅要做标准，还要做芯片，还要做设备，还要做手机。

不得不说，高通确实是个狠角色，在CDMA上孤注一掷，当所有人的注意力还在TMDA上时，高通围绕着功率控制、同频复用、软切换等技术构建了专利墙，几乎申请了与CDMA应用所有的相关专利。

高通专利墙

因为高通实现了CDMA的专利垄断，它的专利授权费自然不低，同时，高通还把CDMA的演算法嵌入集成芯片。其最大特点为整合信号的发送与接收、电源管理和数模转换等于单一芯片之上，即SoC芯片。

高通强制规定，使用高通SoC的手机厂商，在缴纳巨额授权费后，还必须缴纳相当于手机价格5%-10%的钱作为专利费，这在后来被称作“高通税”，也是后来高通被叫作“专利流氓”的根源。

但在当时高通的专利费根本没地方收，美国的运营商都不愿意采用尚未成熟的CDMA技术，更何况是在GSM上投入大量资源的欧洲，不过高通的前瞻性确实让人佩服。

1989年，高通向旧金山太平洋电话公司成功演示了CDMA技术的可行性。理论上，在使用相同频率资源的情况下，CDMA移动网比模拟网容量大20倍，实际使用中比模拟网大10倍，比GSM要大4-5倍。

CDMA优势明显

这标志着高通的CDMA技术开始走向成熟，但距离真正的商业化尚有一段距离，当时美国的所有运营商都不愿做第一个吃螃蟹的人，高通只能在海外找小白鼠。

1994年，高通与摩托罗拉合作在香港建立起全球第一个CDMA网，但效果和服务质量都太差，全球其他运营商对CDMA失去信心，设备厂商也对CDMA技术半信半疑。

高通真正的机会实际上在韩国，1990年11月，高通和电子通信研究院(ETRI)签署有关CDMA技术转移协定。高通答应把每年在韩国收取专利费的20%交给韩国电子通信研究院、协助其研究，韩国政府也宣布CDMA为韩国唯一的2G移动通信标准，并全力支持韩国三星、LG等投入CDMA技术的商用化。

1996年11月，韩国的CDMA用户达到一百万，第一次向市场证明CDMA正式商用的可能性，让美国一些运营商及设备厂商对CDMA技术开始恢复信心，也让韩国厂商在CDMA市场上初露头角。

这之后，美国的朗讯、摩托罗拉，加拿大的北方电讯都成了高通的拥趸，CDMA在北美登堂入室，运营商Verizon是CDMA的最大支持者，1996年建成了美国第一个CDMA网络。CDMA终于成为与GSM分庭抗礼的2G移动通信标准，美国、加拿大、日本、韩国都是CDMA阵营。

美国还试图将CDMA推广到中国来，美国政府极力向中国推销，要求中国引进高通的CDMA技术。据原国家计委副主任张国宝回忆，“美国政府向中国施加了不小的压力，理由是说中国与美国之间有贸易逆差，要求中国买美国的技术。”

当时中国移动主要负责GSM网络，于是国家决定由中国联通承接从高通公司引进CDMA技术。

联通与高通签约现场

信产部让中国联通与高通谈专利授权，谈了很久很久，直到2001年才谈妥如何向高通“交税”的事情。几个月后，中国联通投资240亿元的CDMA移动通信网一期工程正式建成并在全国运营，这是高通第一次打入中国市场。

当时高通的CDMA技术已经从IS95（2G）演进到了1x（2.5G），而联通采用的是IS95技术，中兴作为唯一能够提供IS95设备的中国公司，赚了个盆满钵满。华为因为关闭了IS95，全力赌1x，结果在基站上输了个精光。

三

中国的3G牌照是在2009年发放的，但是在前十年欧洲就迫不及待迈向3G时代了，当时欧洲人坚定地认为：2G已经这么成功，3G也一定能成功！

90年代，随着全球手机用户快速增长，GSM网络容量有限的缺点不断被暴露，在网络用户过载时，就不得不构建更多的网络设施。在此背景下，必须要对通信技术进行升级，但在当时尚无一种技术被证明优于CDMA。

为了绕开高通的专利地雷，1998年，爱立信、诺基亚、阿尔卡特联合欧洲各国厂商成立了一个叫3GPP的组织，商讨应对措施。

当时3GPP搞了一个叫UMTS的3G标准，采用WCDMA技术，就是宽带CDMA的意思，等于说底层技术还是CDMA，依然绕不开高通的专利，专利费是交定了，只是多少的问题。

WCDMA核心技术

1999年开始，欧洲国家基于WCDMA标准，发了不少3G牌照，单单英国通过拍卖5张3G执照而获得近225亿英镑收入。

WCDMA不断扩张自己的版图，这是高通不能容忍的，于是拉着美国一帮通信界大佬和国外的几个小弟成立了3GPP2，就是要和3GPP唱对台戏，高通主推的3G标准是CDMA2000。

这时候中国也想在3G上有一定的话语权，一是“七国八制”的历史教训，二是中兴、华为、巨龙、大唐这几家通讯设备商发展起来了，时任信产部部长吴基传将这四家并称为“巨大中华”。

其实一开始中国是支持WCDMA的，不过欧洲人觉得你用我的技术可以，但不可以多嘴，中国专家一开口就吃到了闭门羹。天无绝人之路，中国找到了一个突破口：TDD技术。

实际上，世界无线电通信大会（WRC）给3G分配的频率本身就有FDD（频分双工）和TDD（时分双工）两种。

欧洲的WCDMA就是基于FDD技术的，在相同频率相同功率的条件下，FDD比TDD能提供更好的覆盖，欧洲地广人稀，可以少建一些基站，省钱。中国人口稠密，基站本来就建得多，所以不存在省钱的问题。

更重要的是，国外厂商关注TDD比较少，中国在TDD领域提自己的标准，成功的希望要大一些。

TDD在后来也被证明更适合中国人的使用习惯，FDD的上行和下行频率需要对称，而手机上网主要用的是下行频率，采用TDD技术可以将频率多分给下行，避免流量的浪费。

FDD和TDD比较

1998年6月，以大唐电信为主的研发团队提出了中国自己的TD-SCDMA标准。2000年5月，在国家信息产业部、中国移动和中国联通等运营商的强硬表态支持下，国际电信联盟（ITU）正式宣布将中国提交的TD-SCDMA，与欧洲主导的WCDMA、美国主导的CDMA2000并列为三大3G标准。

但在2000年下半年，IT泡沫破灭。前期投入巨大的3G项目无法暂停，沃达丰、法国电信、T-MOBILE等运营商背负了巨大的财务压力。当时法国电信陷入巨幅亏损，搞了严格的KPI和末尾淘汰，不少人因为业绩压力自杀了。

而高通的CDMA2000标准出来得晚一些，美国还没来得及在IT泡沫破灭之前发3G牌照，阴差阳错躲过一劫，直到2004年才开始大规模开展3G业务。

华为在3G上也是受尽折磨。实际上华为做移动通信已经非常晚了，1998年才启动GSM研发，不过发展速度很快，一年半之后就中标第一个GSM商用项目，当时趁着东南亚金融危机的影响，华为凭借比竞争对手低30%的价格，拿下了东南亚的大片市场。

当时中国与美国欧都已经制定了各自的3G标准，在GSM上赚到钱的华为对3G充满信心，投入大量人员和资金攻克3G技术。华为采取了三头下注的策略，对三个3G标准都进行了技术研发投入，给公司造成了很大的资金压力，华为迫切希望政府尽快发放3G牌照，哪个标准都行。

但是中国政府迟迟没有发放3G牌照，任正非带领孙亚芳一行人到北京拜访国家计委和信产部，请求尽快发放3G牌照，理由是现有的2G频率资源已经使用殆尽，必须尽快发放3G牌照以满足手机用户迅速增加的需要。很可惜，当时国家计委和信产部的领导都没有同意。

两部委的领导认为，与其他两个3G标准相比，中国的TD-SCDMA是最薄弱的一个，没有芯片，没有手机，没有基站，没有仪器仪表，一切都要从基础做起。如果当时发放3G牌照，无疑将是WCDMA和CDMA2000的天下。

时任信产部副部长奚国华

欧洲和中国是华为3G的主要目标市场，当时中国没有牌照搞不了，而欧洲虽然有了牌照，但是缺少终端产品让欧洲的3G推进缓慢。对当时的人们来说，3G多出来的网速根本用不上，打电话和发短信，GSM足够了。

唯一上量的业务，是用3G数据卡做便携机上网，数据卡因而销售火爆。当时华为改进了数据卡，在欧洲大受欢迎。但是卖数据卡赚的钱，和3G研发投入相比仍是杯水车薪，2008年任正非还动了卖掉终端业务的念头，只是金融危机突然来袭未能成行。

对高通来说，更多的是郁闷。尽管所有3G的技术，无论是WCDMA、CDMA2000还是TD-SCDMA都是基于CDMA技术，高通都可以收钱。但是那几年全球3G市场并没有做起来，收不到什么钱，而高通还要养着上千名律师。

3G时代的美国乱成了一锅粥。IT巨头Intel眼红高通在所有3G标准中都能收钱，于是拉着IBM、摩托罗拉、北方电讯，以及北美的一些运营商，搞了个WiMAX标准，相当于加强版的WiFi，从局域网扩大到城域网。

随着WiMAX实力壮大，ITU终于接纳它为第四个3G通信标准，北美的设备商、运营商都在WiMAX上投入了大量资金，北方电讯甚至将传统3G业务卖给阿尔卡特，全部资源砸向WiMAX。

在美国国内，CMDA和WiMAX就这样打起来了。但是CDMA成熟的产业链不是WiMAX能比的，当时要啥啥没有，网络设施跟不上，芯片供应跟不上，产业链发展严重不足，WiMAX的使用体验非常差。

WiMAX阵营开始瓦解，很快Intel解散WiMAX部门。最惨的要属北方电讯，当时分拆出售的摩托罗拉早已日薄西山，WiMAX只是它的最后一搏，北电不一样，明明可以坚持CDMA，却要在WiMAX上孤注一掷，最后落得破产的下场。

四

2007年之前，3G建设推进缓慢，而被欧美认为是落后技术的GSM在中国和其他发展中国家焕发了生机。

台湾联发科在2006年推出一套面向GSM手机的Turnkey（交钥匙）解决方案，他们将手机芯片和手机软件平台预先整合到一起，有了这套解交钥匙方案，任何厂商只要装上屏幕和电池，就可以生产手机。很快，山寨手机从华强北开始风靡到全国，为GSM打下了大片江山。

深圳华强北手机市场

华为也在GSM上获得了巨大机遇，当年欧洲电信设备商集中精力搞WCDMA，中兴在大规模推广CDMA，这让华为在移动通信覆盖较低的亚非拉地区大展拳脚，用多年未变的老基站占领了不少市场。

见此形势，余承东当即把“UMTS和GSM行销部“的名字改成了“GSM和UMTS行销部”，调转枪头拼命卖GSM。海外GSM市场的成功布局，让华为成为那些发展最快的电信设备商，将同城竞争对手中兴远远抛在身后。

时间来到2007年，这一年发生的两件大事，重塑了全球电信行业格局。

第一件大事是金融危机的爆发，西方电信设备商遭遇当头棒喝，大幅亏损的朗讯卖身阿尔卡特，诺基亚和西门子的电信部门合并，加上北电破产、摩托罗拉分拆出售，那一年华为、中兴什么也没干，排名就上升好几位。

随着后来诺基亚收购阿尔卡特-朗讯，市场上就只剩下华为、爱立信、诺基亚、中兴、三星五家主要设备商，没有一家是美国的。

第二件大事是iPhone的横空出世，史蒂夫·乔布斯用IOS系统和iPhone手机这样的完美组合重新定义了智能手机。几乎在同一时间，Google发布了安卓系统，高通发布了第一代骁龙芯片。

世界上第一部iPhone

iPhone的出现，首先重塑了终端市场的格局，把持全球手机市场十六年之久的诺基亚被拉下神坛，就在旦夕之间，曾经的手机大国日本彻底退出了终端市场，而这些空缺都在日后被中国厂商所填补。

而iPhone更深远的意义则在于，APP Store带动了移动互联网业务井喷，创业者用APP创造了丰富的内容和业务，人们对网速提升的需求一下子被引爆。经历了命途多舛的7年后，3G终于找到了它的归宿。

目光回到大洋彼岸的中国，中国移动在TD-SCDMA上的努力，为日后中国在移动通信标准制定时有更大的话语权，打下了坚实的基础。

2009年1月，工信部同时向三大运营商发放3G牌照，中国联通是WCDMA牌照，中国电信是CDMA2000牌照，实力最雄厚的中国移动拿到的是最不成熟的TD-SCDMA。

实际上，当年提出TD-SCDMA标准后，信产部就有意让实力最强的中国移动负责建设TD-SCDMA。这一过程中，中国移动经营上遇到很多困难，内部一些人也对应用TD-SCDMA技术产生动摇。

即使在拿到3G牌照后，中国移动依然心里打鼓，全球建设TD-SCDMA的只此一家，压力可想而知。但是没办法，只能硬着头皮上，眼睁睁看着不少优质客户都流失到了联通和电信。

不过站在国家大义的角度看，中国移动强推TD-SCDMA是值得的，2G时代中国移动比较依赖国外设备商，而从TD开始，中国企业渐渐成为了中国移动的主流供应商，展讯等芯片公司也成长了起来。

TD-SCDMA基站

更重要的是，我们让西方人明白了一件事，如果在标准制定中不增加中国的话语权，中国完全有能力自己搞一个标准出来，到时候极有可能失去中国市场。因此，欧洲在制定4G标准时极力拉拢中国加入。

欧洲的4G标准是2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动的，取名为LTE（Long Term Evolution，长期演进)，顾名思义是UMTS技术标准的长期演进。引入OFDM和多天线MIMO等技术。

当时3G发展并不好，欧洲着急搞4G标准主要是受到了WiMAX的刺激。

WiMAX用的就是WiFi技术，2003年IEEE引入正交频分复用技术（OFDM），WiFi传输速度从原先的11Mbps提升至54Mbps。后来Intel搞WiMAX就用了OFDM技术，这个技术不但能有效消除多径干扰，复杂度也比CDMA小了很多，相较于CDMA更有优势。

OFDM并不是什么新技术，早在60年代贝尔实验室发明OFDM后，技术框架在80年代便已建立完成。但是中国与美国欧在制定3G标准时，OFDM的硬件还不成熟，便排除在3G标准之外。

如果Intel和 IT大厂没有在WiFi上将OFDM技术发扬光大，电信业没有一家会注意到早期不被重视的OFDM。由于WiMAX的关系，OFDM才又重新进入电信业和学术界的视野中。

所以欧洲在制定LTE标准时也采用了OFDM技术，若能有效将4G传输速率提升，又能绕过高通的CDMA专利地雷，是再好不过了。当然也看到了OFDM的发展前景，2005年就耗资六亿美元，战略性收购了专门研发OFDM技术的Flarion公司。

中国的积极性也很高，2005年6月在法国召开的3GPP会议上，大唐联合国内厂家，提出了基于OFDM的TDD演进模式的方案，同年11月，3GPP工作组会议通过了中国针对TD-SCDMA后续演进的LTE TDD技术提案。

LTE核心技术

随着中国的加入，LTE阵营如虎添翼，天平很快就倒向了欧洲这边。高通在2007年提出的CDMA2000的演进升级版本UMB（CDMA OFDM MIMO），由于没人支持而迅速式微，隔年高通就把UMB停掉、宣布加入3GPP的LTE阵营了。

2010年，Intel在WiMAX失败后，宣布将支持LTE技术，自此LTE标准一统江湖，虽然同时存在FDD和TDD两种方案，但实际上差别非常小。

2013年12月，工信部向三大运营商同时发放TD-LTE牌照，中国移动在TD上有先发优势，因此成了最大赢家，仅2014年就建设了50万个基站，逐渐形成了覆盖全国的TD-LTE网络。

华为在2012年中国移动TD-LTE招标中获得约25%的份额，仍是中国移动的第一大合作伙伴，这为华为在2013年营业收入超过爱立信打下了坚实的基础。

从3G到4G的过程中，最郁闷的就是美国了，摩托罗拉、朗讯、北电一下子全没了，就剩下了高通。4G时代，高通的专利封锁线也被毁掉了，不仅没竞争过老对手欧洲，而且眼睁睁地看着中国的崛起，美国人急需在5G时代扳回一城。

五

4G时代LTE一统江湖，3GPP2逐渐被边缘化，3GPP开始完全主导5G标准，中国与美国欧都要按照3GPP的要求来搞。

3GPP定的5G标准是峰值速率高达20Gbps，用户面时延要低至0.5ms（URLLC），峰值速率是LTE的20倍，时延是LTE的1/10。其中最难实现的是低时延，目前业界对于5G的攻克主要体现在速率上。

实现更高的速率主要有两种方法，其一是增加频谱利用率，其二是增加频谱带宽。

在2G到4G的发展过程中，从TDMA（时分多址）到CDMA（码分多址）再到OFDMA（正交频分多址），均增加了信道容量。但是到了5G，用的还是OFDM技术，所以容量的提升要大大增加频宽。

4G时代，中国移动TD-LTE的最高频率为2635MHz，频宽为130MHz，相比之下，3GPP将5G的频段分成了两个范围：FR1为450MHz-6000MHz，FR2为24250MHz-52600MHz，这显然不是一个量级的。

三大运营商频率分布

5G频率如此之高，速率自然能够得到大幅度提升，但是根据“光速=波长×频率”公式，频率越高，波长就越短，5G波长可以短至毫米级，也就是我们说的毫米波，覆盖范围会比4G小得多。

再来说增加频谱利用率，主要通过信道编码技术来实现，这是“信息论之父”克劳德·香农在1948年提出的，同时他还提出了著名的香农极限，即在给定带宽上以一定质量可靠地传输信息的最大速率，信道编码技术可以实现无限接近但不能超过这一速率。

几十年来，信道编码技术经过几代人的努力，已经越来越接近香农极限。1991年法国人发明的Turbo码被认为是第一个接近香农极限的编码方案，1999年3GPP采用Turbo码作为3G UMTS系统的信道编码。

这时候，另一种信道编码技术LDPC码进入了学术界的视野，它是MIT的Robert Gallager在1962年的博士毕业论文中提出的。但是由于计算能力的不足，缺乏可行的译码算法，长时间被人们所忽略。

到了1996年，有研究表明，采用LDPC长码可以达到Turbo码的性能，随后学术界对LDPC投入了大量的关注，对编码矩阵构造、译码算法优化等关键技术展开研究。其中，高通公司对LDPC的发展有着不小的贡献。

近二十年来，LDPC码被广泛应用于深空探测，卫星和地面数字电视、WiFi、以及 HDD、SSD存储系统等，当年WiMAX也采用了LDPC码。

其实2006年在确立4G标准时，就有人提出了编码应该用LDPC码取代Turbo码，但是通信标准从来就不是技术之争，Turbo码是欧洲人提出的，在欧洲主导的4G标准中当然只能用Turbo码。

前两年在制定5G标准时，欧洲（主要是法电、爱立信）主张5G还用Turbo码。但在5G时代，Turbo解码复杂的缺点就暴露了出来，所以要选择解码速度快延时低的方案，降低对硬件要求，LDPC被认为是一个好的选择。

本来LDPC是5G编码的唯一选择，高通也可以借此扬眉吐气了，但是美国人没有想到的是，华为搞出了Polar码，被认为是迄今唯一能够达到香农极限的编码方法。

华为的Polar码在2007年由Erdal Arikan教授提出，这位土耳其人是Gallager在MIT的学生。Polar码兼具较低的编码和译码复杂度，其所能达到的纠错性能超过目前广泛使用的Turbo码、LDPC码。

Gallager（左）和Arikan（右）

2009年，Arikan教授关于Polar码的论文在IEEE正式发表，开始引起通信领域的关注。那一年，华为开始5G研究，他们发现了Polar码有作为优秀信道编码技术的潜力。

从2010年开始，华为做了非常多的试验和试用研究，华为在2013年11月6日宣布将在2018年前投资6亿美元对5G的技术进行研发与创新，截至目前，华为5G基本专利数量占世界27%左右，排第一位。

其实中国与美国欧在编码上提出各自的方案，说白了就是专利之争，欧洲在Turbo码上专利最多，所以无论如何也要保住Turbo码，但是由于技术缺陷已经没什么竞争力。而高通和华为，虽然在LDPC码和Polar码都有技术积累，但是高通LDPC码专利更多，华为反之，所以支持哪个方案不难做出决定。

在这样的背景下，2016年3GPP召开了三次觉得5G编码的会议，中国与美国欧提出了各自的方案，果然Turbo码因为反对的人最多而最先被淘汰。在Turbo码彻底没戏后，欧洲公司开始站队LDPC码，原因是他们有更多的LDPC码专利，5G标准之争从中国与美国欧三国杀演变成了中国和美欧的对峙。

在3GPP的RAN1#86会议上，关于5G eMMB场景该采用何种数据信道编码方案，LDPC阵营和Polar阵营争的不可开交。

华为阵营vs高通阵营

高通阵营提出LDPC作为编码唯一方案，华为阵营提出Polar作为编码唯一方案，而欧洲提出的是LDPC Turbo组合方案，实际上天平已经倒向LDPC了。高通和华为阵营互不妥协，这次会议什么也没讨论出来，只能择日再议。

几个月后，由中兴牵头提出了一个折中方案， 以数据信道数据块大小分为长码块和短码块，其中数据信道长码块用LDPC码，数据信道短码块用Polar码。这样一来，就已经注定了LDPC在长码上的胜利。

然后2016年11月RAN1#87会议讨论了数据信道的短码和控制信道编码用LDPC还是Polar，之前支持Turbo的欧洲阵营转头支持了LDPC，因此在数据信道短码上LDPC再下一城。

但是考虑到华为的强硬态度，高通阵营提议控制信道用Polar码的建议，经过激烈的争论，华为阵营同意短码用LDPC，控制信道用Polar码。自此，在5G eMBB场景上，Polar码和LDPC码二分天下。

5G的编码方案

然而5G之争才刚刚开始，在5G的三大场景中只确定了eMBB场景的编码方案，URLLC、mMTC场景的标准仍待确定，最终鹿死谁手依然不好说。所以美国对中国的警惕一直没有放松，从1G到4G，美国、欧洲的利益从未如此统一过，面对强大的对手，美国、欧洲终于在5G时代站到了一起。

六

2018年2月，在巴塞罗那MWC上，华为面向全球正式发布首款5G商用芯片——巴龙5G01和5G商用终端——华为5G CPE。

这次高调亮相，彻底警醒了超级大国，美国向来对华为紧闭大门，而在去年，美国又开始要求澳大利亚、新西兰、德国、意大利、英国在内的盟友禁止购买华为的电信设备。

其中，澳大利亚和新西兰已经明确表态拒绝华为参与本国5G项目，英国电信（BT）也将华为排除在竞标供应5G核心网合同的名单之外，要知道欧洲可是华为的传统市场。

在这一系列的施压后，2018年华为在移动通信基础设施的全球份额上被爱立信反超，欧洲的5G项目几乎都被爱立信拿下。

爱立信反超华为

但是今非昔比，华为的运营商业务保持稳定的同时，以手机为主的消费者业务开始扛起大旗，2018年华为消费者业务增长45%达到3489亿元，成为第一大业务，这在十年前是不可想象的。

于是，美国又瞄准华为的手机业务，高通、ARM、谷歌等重要供应商均表示中止与华为的合作，将在芯片和操作系统层面对华为造成打击。

但是华为的强大不得不令人佩服，在欧美阵营中没有一家公司有华为这样完整的产业链，高通做底层技术，华为能做，高通、英特尔做手机芯片，华为也做，爱立信、诺基亚做电信设备，华为又做，苹果、三星做终端，华为还做，苹果、谷歌做操作系统，华为继续做。

可惜华为毕竟只是一家企业，美国政府一句“安全问题”就可以让华为丧失大片市场。但是，5G不是华为、中兴一家两家企业的事，其实从2016年的那次标准之争开始，中国企业已经形成一股合力。

目前在5G标准立项并且通过的企业中，中国移动10项、华为8项、中兴2项、中国联通1项，中国合计21项，而美国的高通 Intel只有9项，除中国外的所有国家合计29项，中国已经占到40%以上。

电信设备商中兴和华为占到全球市场40%的份额，基站数量中国有绝对优势，三大运营商的4G基站超过350万个，总基站数超过640万个，而美国4G基站数不超过30万个，全世界加起来都没有中国多。

而且中国有强大的内销能力，占了全球近一半市场，排斥中国的结果就是失去世界上最大的5G市场。更何况不管是哪个阵营，都有大量专利掌握在对方手中，相信没有人再愿意看到3G时代的混乱局面。

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