当6G时代加速逼近，这款让华为"一战成名"的编码技术，正在迎来怎样的全新蜕变？
引言
2025年8月8日，国际电信联盟（ITU）在日内瓦正式宣布冻结全球首个6G技术标准框架。在这一标准体系中，中国代表团主导的极化码（Polar Code） 方案被采纳为6G增强移动宽带（eMBB）场景控制信道的核心编码方案。
从2016年3GPP确定Polar码为5G控制信道编码方案，到2025年再次主导6G标准，十年间，Polar码完成了从"学术新星"到"通信基石"的身份跃迁。站在2026年的今天，我们不仅要回顾Polar码在5G中的关键贡献，更要深入前沿------新一代Polar码正在为6G的太赫兹通信 、卫星互联 和AI赋能通信打开全新的想象空间。
一、Polar码的5G根基：它到底解决了什么问题？
在Polar码之前，Turbo码和LDPC码长期霸占着信道编码的主流地位。然而，2009年，土耳其毕尔肯大学教授Erdal Arıkan提出了一个革命性的概念------信道极化。
1.1 信道极化的魔法
信道极化的核心思想非常巧妙：通过对信道进行多次"极化"变换，原本容量参差不齐的各个子信道会向两极分化------一部分信道容量趋近于1（无噪声可靠信道），另一部分趋近于0（完全不可靠信道）。发送端只需要把有用信息放在可靠信道上传输，在不可靠信道上填充收发双方都知道的固定比特，接收端就能以接近理论香农限的可靠性恢复原始信息。
与Turbo和LDPC不同，Polar码是世界上第一类被严格数学证明可达信道容量的编码方案，这一理论突破让它从诞生之日起就备受瞩目。
1.2 5G中的双重角色：数据走LDPC，控制走Polar
5G NR标准中采用了"双轨"编码策略：
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数据信道（PUSCH/PDSCH） ：采用LDPC码，面向高吞吐、大数据块的传输需求。
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控制信道（PUCCH/PDCCH/PBCH） ：采用Polar码，承载着调度指令、同步信号等关键控制信息。
为什么控制信道选中了Polar码？低延迟是关键。控制信息通常长度较短，而Polar码配合串行消除列表（SCL）译码算法，在短码长场景下展现出了优于LDPC和Turbo的纠错性能。与此同时，随着5G NR标准逐渐向5G-A（5.5G）演进，业界对Polar码的研究也在持续深化，相关3GPP兼容的Polar IP方案已可实现显著降低资源与内存占用的高效编解码。
二、2026年技术前沿：Polar码在6G时代的三大革新
如果说5G让Polar码从"理论"走向"商用"，那么6G则让Polar码从"稳定"走向"演进"。2026年开年以来，一系列重磅研究将Polar码推向了全新的高度。
2.1 PPP码：为6G控制信道"提速减负"
2026年1月，发表于arXiv并被IEEE ICC 2026录用的论文提出了部分极化极化码（Partially Polarized Polar Codes，简称PPP码）。
核心突破 ：传统Polar码在译码初期没有可用的信息比特，必须等待所有比特处理完成后才能做出判断。PPP码通过选择性修剪极化核，提前释放部分信息比特，使得接收端可以更早地终止无效候选的盲解码。
为何重要：在6G的下行控制信道中，UE（用户设备）需要盲处理大量候选信息，其中大部分并不包含有效控制信息。PPP码能提前终止无效解码过程，显著降低终端功耗和处理时延------这对6G的海量连接和极低功耗场景意义重大。更重要的是，PPP码在不增加额外硬件支持的前提下实现了更高效率，这对于芯片面积和功耗极其敏感的终端设备而言尤为关键。
2.2 AI赋能Polar码：RL优化序列设计
2026年1月27日发表的另一项研究将强化学习（RL） 引入了Polar码序列设计，开发了一个可扩展、可适配的信道编码优化框架。
技术亮点 ：该框架利用Polar码的通用偏序性质进行物理约束学习，并采用多配置联合优化策略，最终在5G支持的所有编码配置下均取得了与5G标准序列相当甚至更优的性能。在N=2048码长条件下，RL优化方案比传统beta-expansion基准方案获得了0.2dB的性能增益。
这意味着：AI不仅可以在接收端辅助译码，还能在编码端进行"设计"------未来，信道编码方案或将根据实时信道环境由AI动态生成，真正实现"编码随信道变化"。
2.3 无导频的Polar编码调制：短包传输的革命
2026年2月，arXiv上发表的论文提出了一种无导频（Pilot-free）的极化编码调制框架，为短包传输场景开辟了新思路。
痛点剖析：在URLLC等低延迟高可靠场景中，短包传输需要消耗大量比特作为导频用于信道估计。导频占比越大，有效信息传输效率越低，留给纠错编码的冗余就越少，可靠性保障被进一步削弱。
解决方案：新框架将消息分为两段------QPSK段（无需信道状态信息即可解码）和高阶QAM段（提供高频谱效率）。接收端在解码QPSK段时，同时利用QPSK相位旋转不变性和Polar冻结比特约束联合推断信道状态信息，解码出的QPSK符号作为"隐式导频"用于QAM段的相干检测和解码。
性能提升 ：在多块衰落信道仿真中，该方案比传统导频辅助传输方案实现了高达1.5dB的性能增益。这一突破对URLLC、工业物联网等对时延和可靠性要求极高的场景具有重要价值。
2.4 卫星通信场景的短码优化
面对卫星通信传输环境复杂、链路动态时变等挑战，中兴通讯的研究人员在2026年3月提出了一种SCL和阶序统计译码（OSD）级联的短极化码译码方案 。该方案在译码性能与SCL相当的前提下，实现了更低的译码复杂度，为卫星物联网和低轨宽带星座中的短包可靠传输提供了新的工程路径。
三、Polar码与6G：正在发生的关键战役
如果说学术论文代表着Polar码"理论上能走多远"，那么产业界的动向则决定了它"何时能落地"。
3.1 6G标准冻结：中国主导，Polar码再下一城
2025年8月，ITU正式冻结全球首个6G技术标准框架，中国提案的"非正交多址接入（NOMA）与极化码融合方案"成为eMBB场景控制信道的核心编码方案。据悉，标准冻结前夜经历了激烈博弈------美国力推的稀疏码多址接入（SCMA）方案因硬件实现成本过高被多数成员否决，欧盟主推的滤波器组多载波（FBMC）技术则在时延测试中落后中国方案0.03毫秒。
参与标准制定的74家企业中，华为、中兴、中国信科合计贡献了1586项必要专利，占总量的41%。这一结果不仅是Polar码技术路线的胜利，也标志着中国在基础通信标准领域的话语权进一步提升。
3.2 Fast Polar Codes：华为的1Tbps目标
面向6G的1Tbps峰值吞吐量需求，华为在2025年发表了"Fast Polar Codes"论文，提出了一种新型极化码构造方法。该方法旨在支持SC译码器的并行化处理，使Polar码能够满足太赫兹频段下的Tbps级吞吐需求。
3.3 星闪与短码专利：Polar码走向细分场景
华为的星闪（NearLink）短距离通信技术已采用Polar码提升传输可靠性，在带宽、速率和时延方面优于传统蓝牙方案，预计将在智能汽车、智能家居等场景广泛应用。2026年3月，华为又申请了一项数据处理方法及装置专利，显著提升了短码长场景下的编码性能。
四、前瞻：从6G到更远
4.1 统一编码方案的愿景
2026年3月24日提交的一篇6G白皮书提出了一个更宏大的愿景------为6G开发统一编码方案。当前5G系统中，数据信道使用LDPC、控制信道使用Polar，两套编码方案并行。而该白皮书主张：未来的6G应开发一个兼具优秀纠错性能和低复杂度编译码的通用编码方案，以支持能量高效的硬件实现。这一思路一旦落地，将从根本上简化6G物理层的硬件设计。
4.2 THz通信与量子光学
6G的太赫兹频段（300GHz~10THz）给信道编码带来了全新挑战。一项2025年的研究指出，Polar卷积串行码和并行码被专门设计用于增强THz频段无线通信系统的可靠性和数据传输速率。更前沿的研究甚至提出用量子光学通信方案替代传统的射频收发模块，将无线通信带入量子时代------而Polar码在量子信道的适配研究中同样占据重要位置。
4.3 空天地一体化
6G将实现"空天地海"全域覆盖，卫星通信成为不可或缺的一环。基于专利数据分析的研究显示，中国在Polar码领域具有优势，AI编码技术占比已超过50%，但在面向高动态信道适配的标准化方面仍处早期阶段。未来的Polar码研究需要在兼容性和性能之间找到平衡，而卫星与地面网络的融合无疑是最大的试验场。
五、写在最后：从"5G标准赢家"到"6G持续进化"
Polar码的故事，是一部从数学理论到工程落地、从5G标准到6G前沿的进化史。回望2016年，华为推动Polar码成为5G控制信道标准时，外界不乏质疑------"这个年轻的编码方案靠谱吗？"十年后的今天，答案已经写在了每一次手机接入基站的控制指令里，写在了ITU的6G标准文件中。
站在2026年的节点上，Polar码的技术图谱正以前所未有的速度扩展：
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PPP码在降低终端功耗方面取得新突破，6G控制信道的盲解码效率将大幅提升；
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AI与RL正在成为编码优化的核心工具，信道编码或将进入"自适应生成"的新范式；
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卫星与太赫兹的极端信道环境，为Polar码的演进提供了最具挑战性的试验场；
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华为的新专利和Fast Polar方案，则指向短码性能和Tbps吞吐两个维度的持续突破。
Polar码并没有止步于"5G标准赢家"的桂冠，它正在6G的舞台上，书写新的篇章。
参考文献：
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Arıkan, E. (2009). Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels.
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Fazeli, A. et al. Partially Polarized Polar Codes: A New Design for 6G Control Channels. IEEE ICC 2026.
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Bezner, P. et al. Towards a Unified Coding Scheme for 6G. arXiv:2603.23123, 2026.
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Choi, G. et al. Learning While Transmitting: Pilotless Polar Coded Modulation for Short Packet Transmission. arXiv:2602.17979, 2026.
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华为. Fast Polar Codes for Terabits-Per-Second Throughput Communications.
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ITU. 全球首个6G技术标准框架，2025年8月.
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