В теории информации полярный код — это линейный блочный код, исправляющий ошибки . Конструкция кода основана на множественной рекурсивной конкатенации короткого кода ядра, который преобразует физический канал в виртуальные внешние каналы. Когда количество рекурсий становится большим, виртуальные каналы имеют тенденцию иметь либо высокую надежность, либо низкую надежность (другими словами, они поляризуются или становятся разреженными), и биты данных распределяются по наиболее надежным каналам. Это первый код с явной конструкцией, позволяющий доказуемо достичь пропускной способности канала для симметричных дискретных каналов без памяти с двоичным входом (B-DMC) с полиномиальной зависимостью от разрыва в пропускной способности. [1] Примечательно, что полярные коды имеют умеренную сложность кодирования и декодирования O ( n log n ) , что делает их привлекательными для многих приложений. Более того, энергетическая сложность кодирования и декодирования обобщенных полярных кодов может достигать фундаментальных нижних границ энергопотребления двумерных схем с точностью до коэффициента O ( n ε полилог n ) для любого ε > 0 . [2]
Полярные коды имеют некоторые ограничения при использовании в промышленных целях. Прежде всего, первоначальная конструкция полярных кодов обеспечивает пропускную способность, когда размеры блоков асимптотически велики с помощью декодера с последовательным подавлением. Однако при размерах блоков, используемых в промышленности, производительность последовательного подавления низкая по сравнению с четко определенными и реализованными схемами кодирования, такими как код с низкой плотностью проверки четности (LDPC) и турбокод . Производительность Polar можно улучшить за счет последовательного декодирования списка отмены, но ее применимость в реальных приложениях все еще сомнительна из-за очень низкой эффективности реализации, вызванной итеративным подходом. [3]
В октябре 2016 года компания Huawei объявила, что достигла скорости 27 Гбит/с в полевых испытаниях 5G с использованием полярных кодов для кодирования каналов. Улучшения были внесены так, что производительность канала теперь практически сократила разрыв до предела Шеннона , который задает планку максимальной скорости для заданной полосы пропускания и заданного уровня шума. [4]
В ноябре 2016 года 3GPP согласился принять полярные коды для каналов управления eMBB (Enhanced Mobile Broadband) для интерфейса 5G NR (New Radio). На той же встрече 3GPP согласился использовать LDPC для соответствующего канала данных. [5]
В 2020 году Арикан представил новый метод полярного кодирования, получивший название сверточных кодов с корректировкой поляризации (PAC). На коротких длинах блоков такие коды превосходят как сверточные коды , так и декодирование списка с помощью CRC обычных полярных кодов. [6] [7]