大約在一年前，一個(gè)和喬幫主同名的人，史蒂夫•帕爾曼(Steve Perlman)，在哥倫比亞大學(xué)（Columbia University），首次公開(kāi)展示了自己最新研發(fā)的person cell技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)pCell），他說(shuō)：“這是對(duì)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的一次徹底顛覆。自無(wú)線技術(shù)誕生以來(lái)，人們一直跟著移動(dòng)信號(hào)覆蓋在移動(dòng)，而現(xiàn)在是覆蓋區(qū)域跟著你移動(dòng)�！�

在上周三的哥倫比亞大學(xué)，面對(duì)一眾的學(xué)生、記者及商業(yè)領(lǐng)袖，Perlman 展示了 pCell 技術(shù)支持用 8 臺(tái) iPhone 手機(jī)在共享區(qū)區(qū) 5MHz 頻譜的情況下流暢播放高清視頻的能力；隨后又演示了在 10MHz 頻譜的條件下多路同時(shí)播放超高清的 4K 視頻，熱播劇《紙牌屋》。

這一技術(shù)號(hào)稱(chēng)突破了香農(nóng)極限，能讓手機(jī)上網(wǎng)的速度比當(dāng)前快1000倍，這到底是一個(gè)什么神技術(shù)？


要解釋這個(gè)神技術(shù)，還得從我們身邊的無(wú)線通信技術(shù)說(shuō)起，容我跟你慢慢道來(lái)。

對(duì)于傳統(tǒng)的無(wú)線通信，大家都知道這樣一個(gè)常識(shí)：只要在一個(gè)區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)以上的無(wú)線傳輸，他們之間就會(huì)存在干擾。 你應(yīng)該有這樣的經(jīng)歷，當(dāng)你一邊開(kāi)車(chē)一邊聽(tīng)收音機(jī)的時(shí)候，隨著距離某個(gè)電臺(tái)距離的遠(yuǎn)近，收音機(jī)會(huì)從一個(gè)電臺(tái)切換到另一個(gè)電臺(tái)。在某一區(qū)域（如下圖紅叉區(qū)域），你可能會(huì)交替的聽(tīng)到兩個(gè)電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)，但是在大部分時(shí)候你只能聽(tīng)到一個(gè)電臺(tái)。


當(dāng)然，實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)線發(fā)射站之間的干擾會(huì)很少，因?yàn)槲覀儠?huì)通過(guò)合理的頻率規(guī)劃，覆蓋范圍控制等方法來(lái)避免干擾。

在蜂窩通信系統(tǒng)中，干擾更加復(fù)雜。當(dāng)大量的用戶(hù)同時(shí)發(fā)送和接受信號(hào)時(shí)，就非常有必要將他們劃分到各個(gè)不同的小區(qū)，并且給鄰近的小區(qū)規(guī)劃不同的頻率。當(dāng)用戶(hù)從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)，就會(huì)發(fā)生切換，這樣保證了用戶(hù)從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)不會(huì)掉話。


今天，移動(dòng)應(yīng)用正在成指數(shù)的增長(zhǎng)，不論是用戶(hù)量還是對(duì)數(shù)據(jù)速率的要求，這給傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)帶來(lái)了極大的負(fù)擔(dān)。我們當(dāng)然也運(yùn)用了很多改進(jìn)的方法，比如，小區(qū)分裂技術(shù)，比如使用更好的數(shù)字傳輸技術(shù)，例如MIMO技術(shù)。 但是，一個(gè)小區(qū)的數(shù)據(jù)容量是有限的，并且由小區(qū)內(nèi)的所有用戶(hù)共享。 一旦某小區(qū)的數(shù)據(jù)容量達(dá)到了極限，用戶(hù)就無(wú)法得到他們想要的速率，并且會(huì)導(dǎo)致掉話、低速率、不穩(wěn)定傳輸?shù)痊F(xiàn)象。盡管增加頻譜和增加無(wú)線發(fā)射塔能夠緩解這種狀況，但是，用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)速率的要求越來(lái)越高，特別是視頻流業(yè)務(wù)的廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)在WIFI的分布也瘋狂的增長(zhǎng)，WIFI不像GSM/WCDMA/LTE等商用蜂窩系統(tǒng)那樣對(duì)站點(diǎn)、站高、覆蓋方向、覆蓋距離、頻率、發(fā)射功率等進(jìn)行過(guò)仔細(xì)的規(guī)劃，大多數(shù)WIFI接入點(diǎn)都是簡(jiǎn)單的接入internet且都是獨(dú)立的運(yùn)行。WIFI使用較低的發(fā)射功率以限制其覆蓋范圍來(lái)減少干擾。雖然如此，如果同一區(qū)域內(nèi)還有其它的WIFI接入點(diǎn)（或者其它使用相同頻譜的設(shè)備，如藍(lán)牙），這個(gè)WIFI接入點(diǎn)就必須盡自己的全力與共存的WIFI接入點(diǎn)共享數(shù)據(jù)速率。如果同一區(qū)域有更多的WIFI接入點(diǎn)，比如在公寓或辦公室這樣的人口密集區(qū)域，當(dāng)人們需要看大數(shù)據(jù)流量的高清視頻時(shí)，用戶(hù)就不能持續(xù)的得到他們想要的速率，導(dǎo)致不穩(wěn)定或低速率的上網(wǎng)體驗(yàn)。

這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)MIMO、beamforming等技術(shù)的運(yùn)用來(lái)緩解，但實(shí)際上，當(dāng)用戶(hù)在線看視頻時(shí)，MIMO和BEAMFORMING等技術(shù)的應(yīng)用并不能給用戶(hù)帶來(lái)穩(wěn)定可靠的體驗(yàn)。

通過(guò)加入更多的可用頻段，比如有人提出的使用“White Spaces”，可以減少擁塞。但是，對(duì)數(shù)據(jù)速率的需求正在瘋狂的增加，像視頻和視頻游戲這樣的應(yīng)用需要更高的可靠性，目前還不確定是不是還有足夠的可用頻段使用來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，畢竟頻率資源有限的。

那么，是不是能夠發(fā)明出一種技術(shù)，這種技術(shù)不是避開(kāi)無(wú)線干擾，而是“鼓勵(lì)”無(wú)線干擾，利用無(wú)線干擾呢？pCell技術(shù)這是這么做的。

pCell技術(shù)專(zhuān)利的核心是DIDO（分布式輸入分布式輸出技術(shù)，pCell的原名），這一技術(shù)的關(guān)鍵是需要將“個(gè)人小區(qū)”連接到同一個(gè)“DIDO Data Center”。需要發(fā)送的信息，首先傳輸?shù)健癉ata Center“， 由“Data Center” 處理之后，每個(gè)“個(gè)人小區(qū)”協(xié)同發(fā)送信號(hào)。在WIFI環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的數(shù)據(jù)是直接發(fā)到相應(yīng)的AP，再由AP無(wú)線發(fā)射到接受終端。而PCELL技術(shù)多了一個(gè)DIDO Data Center ，數(shù)據(jù)不是直接發(fā)給相應(yīng)AP，而是先發(fā)送到DIDO Data Center進(jìn)行處理后再協(xié)同發(fā)送。


這個(gè)DIDO Data Center是關(guān)鍵， 在這里實(shí)現(xiàn)了無(wú)線協(xié)同發(fā)射、編碼集中處理和抗干擾技術(shù)。關(guān)于DIDO技術(shù)的具體細(xì)節(jié)，該公司并沒(méi)有過(guò)多提及。查閱其技術(shù)白皮書(shū)，里面有這樣一段話：

"測(cè)量目標(biāo)用戶(hù)與基站的多個(gè)DIDO分布式天線之間的鏈路質(zhì)量，使用鏈路質(zhì)量測(cè)量值來(lái)定義用戶(hù)群集；測(cè)量定義的用戶(hù)群集內(nèi)的每一用戶(hù)與每一DIDO天線之間的信道狀態(tài)信息CSI；基于該測(cè)量的CSI對(duì)用戶(hù)群集內(nèi)的每一DIDO天線與每一用戶(hù)之間的數(shù)據(jù)發(fā)射進(jìn)行預(yù)譯碼。"

這里面涉及了復(fù)雜的抗干擾技術(shù)和基帶編碼原則，其實(shí)這也是無(wú)數(shù)通信人多年來(lái)不遺余力力求突破的夢(mèng)想。所以，并不是pCell第一個(gè)想到的，事實(shí)上，這種想法在LTE技術(shù)里面也有，包括未來(lái)的5G技術(shù)，關(guān)鍵只是看誰(shuí)先實(shí)現(xiàn)而已。

正是通過(guò)這個(gè)“DIDO Data Center”，pCell技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)越多每個(gè)用戶(hù)的無(wú)線數(shù)據(jù)速率就會(huì)越低的瓶頸，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)數(shù)不再對(duì)傳輸速率造成影響，每個(gè)用戶(hù)都可以同時(shí)享用峰值速率。同時(shí)，無(wú)論用戶(hù)設(shè)備處于pCell覆蓋區(qū)域的任何位置，經(jīng)過(guò)pCell處理后的信號(hào)與傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)中心的信號(hào)質(zhì)量一樣好，所以，pCell沒(méi)有小區(qū)邊緣和切換的概念。

當(dāng)然，除了核心的DIDO技術(shù)，pCell的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)也有很大的區(qū)別，下圖正是pCell的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：


pCell組網(wǎng)采用C-RAN技術(shù)，無(wú)線接入點(diǎn)（pWave）或Artemis Hub（用于分布式天線）通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)回傳。而pCell數(shù)據(jù)中心（pCell Data Center）采用軟件定義無(wú)線電（Software-Defined Radio ，SDR) 技術(shù)集中進(jìn)行基帶處理。

這里簡(jiǎn)單提一下C-RAN技術(shù)，C-RAN并不是pCell首創(chuàng)的概念，基帶集中處理及射頻拉遠(yuǎn)的C-RAN技術(shù)是未來(lái)通信的趨勢(shì)，各大通信設(shè)備商都有自己的C-RAN技術(shù)。

由于C-RAN系統(tǒng)可以由普通的X86 CPU完成執(zhí)行，不需要特殊的硬件，可以采用通用的X86服務(wù)器和10 GigE交換設(shè)備，所以，可以利用現(xiàn)成的一些數(shù)據(jù)中心來(lái)部署C-RAN data center，這樣網(wǎng)絡(luò)部署更加方便。加之pCell技術(shù)本身是”鼓勵(lì)“干擾，不像傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)為了避開(kāi)干擾而需要進(jìn)行周密的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和站址選點(diǎn)，pWave接入點(diǎn)可以放在任何地方，這不僅易于網(wǎng)絡(luò)部署，而且節(jié)省大量網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

不過(guò)，該技術(shù)要求手機(jī)更換新的SIM卡。此外，其還需要構(gòu)建全新的天線。盡管這些新天線相對(duì)較小，要鋪設(shè)這些天線仍需要一大筆資金投入，而這筆投入，大型運(yùn)營(yíng)商們應(yīng)該不會(huì)在短期內(nèi)拿出來(lái)。 我相信pCell技術(shù)更多瞄準(zhǔn)的未來(lái)5G，而5G競(jìng)賽群雄逐鹿，pCell能否顛覆無(wú)線產(chǎn)業(yè)，還得取決于何時(shí)成熟落地？