pCell 到底有多神？真的能顛覆無線產業嗎？
大約在一年前，一個和喬幫主同名的人，史蒂夫•帕爾曼(Steve Perlman)，在哥倫比亞大學（Columbia University），首次公開展示了自己最新研發的person cell技術（簡稱pCell），他説：
在上週三的哥倫比亞大學，面對一眾的學生、記者及商業領袖，Perlman 展示了 pCell 技術支持用 8 台 iPhone 手機在共享區區 5MHz 頻譜的情況下流暢播放高清視頻的能力；隨後又演示了在 10MHz 頻譜的條件下多路同時播放超高清的 4K 視頻，熱播劇《紙牌屋》。
這一技術號稱突破了香農極限，能讓手機上網的速度比當前快1000倍，這到底是一個什麼神技術？要解釋這個神技術，還得從我們身邊的無線通信技術説起，容我跟你慢慢道來。
對於傳統的無線通信，大家都知道這樣一個常識：只要在一個區域內存在一個以上的無線傳輸，他們之間就會存在干擾。 你應該有這樣的經歷，當你一邊開車一邊聽收音機的時候，隨着距離某個電台距離的遠近，收音機會從一個電台切換到另一個電台。在某一區域（如下圖紅叉區域），你可能會交替的聽到兩個電台發出的信號，但是在大部分時候你只能聽到一個電台。
當然，實際應用中，無線發射站之間的干擾會很少，因為我們會通過合理的頻率規劃，覆蓋範圍控制等方法來避免干擾。
在蜂窩通信系統中，干擾更加複雜。當大量的用户同時發送和接受信號時，就非常有必要將他們劃分到各個不同的小區，並且給鄰近的小區規劃不同的頻率。當用户從一個小區移動到另一個小區，就會發生切換，這樣保證了用户從一個小區移動到另一個小區時不會掉話。
今天，移動應用正在成指數的增長，不論是用户量還是對數據速率的要求，這給傳統的蜂窩系統帶來了極大的負擔。我們當然也運用了很多改進的方法，比如，小區分裂技術，比如使用更好的數字傳輸技術，例如MIMO技術。 但是，一個小區的數據容量是有限的，並且由小區內的所有用户共享。 一旦某小區的數據容量達到了極限，用户就無法得到他們想要的速率，並且會導致掉話、低速率、不穩定傳輸等現象。儘管增加頻譜和增加無線發射塔能夠緩解這種狀況，但是，用户對數據速率的要求越來越高，特別是視頻流業務的廣泛應用。
現在WIFI的分佈也瘋狂的增長，WIFI不像GSM/WCDMA/LTE等商用蜂窩系統那樣對站點、站高、覆蓋方向、覆蓋距離、頻率、發射功率等進行過仔細的規劃，大多數WIFI接入點都是簡單的接入internet且都是獨立的運行。WIFI使用較低的發射功率以限制其覆蓋範圍來減少干擾。雖然如此，如果同一區域內還有其它的WIFI接入點（或者其它使用相同頻譜的設備，如藍牙），這個WIFI接入點就必須儘自己的全力與共存的WIFI接入點共享數據速率。如果同一區域有更多的WIFI接入點，比如在公寓或辦公室這樣的人口密集區域，當人們需要看大數據流量的高清視頻時，用户就不能持續的得到他們想要的速率，導致不穩定或低速率的上網體驗。
這個問題可以通過MIMO、beamforming等技術的運用來緩解，但實際上，當用户在線看視頻時，MIMO和BEAMFORMING等技術的應用並不能給用户帶來穩定可靠的體驗。
通過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，對數據速率的需求正在瘋狂的增加，像視頻和視頻遊戲這樣的應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滿足用户的需求，畢竟頻率資源有限的。
那麼，是不是能夠發明出一種技術，這種技術不是避開無線干擾，而是“鼓勵”無線干擾，利用無線干擾呢？pCell技術這是這麼做的。
pCell技術專利的核心是DIDO（分佈式輸入分佈式輸出技術，pCell的原名），這一技術的關鍵是需要將“個人小區”連接到同一個“DIDO Data Center”。需要發送的信息，首先傳輸到“Data Center“， 由“Data Center” 處理之後，每個“個人小區”協同發送信號。在WIFI環境下，網絡服務器的數據是直接發到相應的AP，再由AP無線發射到接受終端。而PCELL技術多了一個DIDO Data Center ，數據不是直接發給相應AP，而是先發送到DIDO Data Center進行處理後再協同發送。
這個DIDO Data Center是關鍵， 在這裏實現了無線協同發射、編碼集中處理和抗干擾技術。關於DIDO技術的具體細節，該公司並沒有過多提及。查閲其技術白皮書，裏面有這樣一段話：
這裏面涉及了複雜的抗干擾技術和基帶編碼原則，其實這也是無數通信人多年來不遺餘力力求突破的夢想。所以，並不是pCell第一個想到的，事實上，這種想法在LTE技術裏面也有，包括未來的5G技術，關鍵只是看誰先實現而已。
正是通過這個“DIDO Data Center”，pCell技術顛覆了傳統蜂窩網絡用户越多每個用户的無線數據速率就會越低的瓶頸，實現用户數不再對傳輸速率造成影響，每個用户都可以同時享用峯值速率。同時，無論用户設備處於pCell覆蓋區域的任何位置，經過pCell處理後的信號與傳統蜂窩小區中心的信號質量一樣好，所以，pCell沒有小區邊緣和切換的概念。
當然，除了核心的DIDO技術，pCell的網絡結構和傳統蜂窩網絡也有很大的區別，下圖正是pCell的網絡結構圖：
pCell組網採用C-RAN技術，無線接入點（pWave）或Artemis Hub（用於分佈式天線）通過IP網絡實現回傳。而pCell數據中心（pCell Data Center）採用軟件定義無線電（Software-Defined Radio ，SDR) 技術集中進行基帶處理。
這裏簡單提一下C-RAN技術，C-RAN並不是pCell首創的概念，基帶集中處理及射頻拉遠的C-RAN技術是未來通信的趨勢，各大通信設備商都有自己的C-RAN技術。
由於C-RAN系統可以由普通的X86 CPU完成執行，不需要特殊的硬件，可以採用通用的X86服務器和10 GigE交換設備，所以，可以利用現成的一些數據中心來部署C-RAN data center，這樣網絡部署更加方便。加之pCell技術本身是”鼓勵“干擾，不像傳統蜂窩網絡為了避開干擾而需要進行周密的網絡規劃和站址選點，pWave接入點可以放在任何地方，這不僅易於網絡部署，而且節省大量網絡建設成本。
不過，該技術要求手機更換新的SIM卡。此外，其還需要構建全新的天線。儘管這些新天線相對較小，要鋪設這些天線仍需要一大筆資金投入，而這筆投入，大型運營商們應該不會在短期內拿出來。 我相信pCell技術更多瞄準的未來5G，而5G競賽羣雄逐鹿，pCell能否顛覆無線產業，還得取決於何時成熟落地？
資料來源：雷鋒網
作者/編輯：網優僱傭軍
引用“這是對無線標準的一次徹底顛覆。自無線技術誕生以來，人們一直跟着移動信號覆蓋在移動，而現在是覆蓋區域跟着你移動。”
在上週三的哥倫比亞大學，面對一眾的學生、記者及商業領袖，Perlman 展示了 pCell 技術支持用 8 台 iPhone 手機在共享區區 5MHz 頻譜的情況下流暢播放高清視頻的能力；隨後又演示了在 10MHz 頻譜的條件下多路同時播放超高清的 4K 視頻，熱播劇《紙牌屋》。
這一技術號稱突破了香農極限，能讓手機上網的速度比當前快1000倍，這到底是一個什麼神技術？要解釋這個神技術，還得從我們身邊的無線通信技術説起，容我跟你慢慢道來。
對於傳統的無線通信，大家都知道這樣一個常識：只要在一個區域內存在一個以上的無線傳輸，他們之間就會存在干擾。 你應該有這樣的經歷，當你一邊開車一邊聽收音機的時候，隨着距離某個電台距離的遠近，收音機會從一個電台切換到另一個電台。在某一區域（如下圖紅叉區域），你可能會交替的聽到兩個電台發出的信號，但是在大部分時候你只能聽到一個電台。
當然，實際應用中，無線發射站之間的干擾會很少，因為我們會通過合理的頻率規劃，覆蓋範圍控制等方法來避免干擾。
在蜂窩通信系統中，干擾更加複雜。當大量的用户同時發送和接受信號時，就非常有必要將他們劃分到各個不同的小區，並且給鄰近的小區規劃不同的頻率。當用户從一個小區移動到另一個小區，就會發生切換，這樣保證了用户從一個小區移動到另一個小區時不會掉話。
今天，移動應用正在成指數的增長，不論是用户量還是對數據速率的要求，這給傳統的蜂窩系統帶來了極大的負擔。我們當然也運用了很多改進的方法，比如，小區分裂技術，比如使用更好的數字傳輸技術，例如MIMO技術。 但是，一個小區的數據容量是有限的，並且由小區內的所有用户共享。 一旦某小區的數據容量達到了極限，用户就無法得到他們想要的速率，並且會導致掉話、低速率、不穩定傳輸等現象。儘管增加頻譜和增加無線發射塔能夠緩解這種狀況，但是，用户對數據速率的要求越來越高，特別是視頻流業務的廣泛應用。
現在WIFI的分佈也瘋狂的增長，WIFI不像GSM/WCDMA/LTE等商用蜂窩系統那樣對站點、站高、覆蓋方向、覆蓋距離、頻率、發射功率等進行過仔細的規劃，大多數WIFI接入點都是簡單的接入internet且都是獨立的運行。WIFI使用較低的發射功率以限制其覆蓋範圍來減少干擾。雖然如此，如果同一區域內還有其它的WIFI接入點（或者其它使用相同頻譜的設備，如藍牙），這個WIFI接入點就必須儘自己的全力與共存的WIFI接入點共享數據速率。如果同一區域有更多的WIFI接入點，比如在公寓或辦公室這樣的人口密集區域，當人們需要看大數據流量的高清視頻時，用户就不能持續的得到他們想要的速率，導致不穩定或低速率的上網體驗。
這個問題可以通過MIMO、beamforming等技術的運用來緩解，但實際上，當用户在線看視頻時，MIMO和BEAMFORMING等技術的應用並不能給用户帶來穩定可靠的體驗。
通過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，對數據速率的需求正在瘋狂的增加，像視頻和視頻遊戲這樣的應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滿足用户的需求，畢竟頻率資源有限的。
那麼，是不是能夠發明出一種技術，這種技術不是避開無線干擾，而是“鼓勵”無線干擾，利用無線干擾呢？pCell技術這是這麼做的。
pCell技術專利的核心是DIDO（分佈式輸入分佈式輸出技術，pCell的原名），這一技術的關鍵是需要將“個人小區”連接到同一個“DIDO Data Center”。需要發送的信息，首先傳輸到“Data Center“， 由“Data Center” 處理之後，每個“個人小區”協同發送信號。在WIFI環境下，網絡服務器的數據是直接發到相應的AP，再由AP無線發射到接受終端。而PCELL技術多了一個DIDO Data Center ，數據不是直接發給相應AP，而是先發送到DIDO Data Center進行處理後再協同發送。
這個DIDO Data Center是關鍵， 在這裏實現了無線協同發射、編碼集中處理和抗干擾技術。關於DIDO技術的具體細節，該公司並沒有過多提及。查閲其技術白皮書，裏面有這樣一段話：
引用"測量目標用户與基站的多個DIDO分佈式天線之間的鏈路質量，使用鏈路質量測量值來定義用户羣集；測量定義的用户羣集內的每一用户與每一DIDO天線之間的信道狀態信息CSI；基於該測量的CSI對用户羣集內的每一DIDO天線與每一用户之間的數據發射進行預譯碼。"
這裏面涉及了複雜的抗干擾技術和基帶編碼原則，其實這也是無數通信人多年來不遺餘力力求突破的夢想。所以，並不是pCell第一個想到的，事實上，這種想法在LTE技術裏面也有，包括未來的5G技術，關鍵只是看誰先實現而已。
正是通過這個“DIDO Data Center”，pCell技術顛覆了傳統蜂窩網絡用户越多每個用户的無線數據速率就會越低的瓶頸，實現用户數不再對傳輸速率造成影響，每個用户都可以同時享用峯值速率。同時，無論用户設備處於pCell覆蓋區域的任何位置，經過pCell處理後的信號與傳統蜂窩小區中心的信號質量一樣好，所以，pCell沒有小區邊緣和切換的概念。
當然，除了核心的DIDO技術，pCell的網絡結構和傳統蜂窩網絡也有很大的區別，下圖正是pCell的網絡結構圖：
pCell組網採用C-RAN技術，無線接入點（pWave）或Artemis Hub（用於分佈式天線）通過IP網絡實現回傳。而pCell數據中心（pCell Data Center）採用軟件定義無線電（Software-Defined Radio ，SDR) 技術集中進行基帶處理。
這裏簡單提一下C-RAN技術，C-RAN並不是pCell首創的概念，基帶集中處理及射頻拉遠的C-RAN技術是未來通信的趨勢，各大通信設備商都有自己的C-RAN技術。
由於C-RAN系統可以由普通的X86 CPU完成執行，不需要特殊的硬件，可以採用通用的X86服務器和10 GigE交換設備，所以，可以利用現成的一些數據中心來部署C-RAN data center，這樣網絡部署更加方便。加之pCell技術本身是”鼓勵“干擾，不像傳統蜂窩網絡為了避開干擾而需要進行周密的網絡規劃和站址選點，pWave接入點可以放在任何地方，這不僅易於網絡部署，而且節省大量網絡建設成本。
不過，該技術要求手機更換新的SIM卡。此外，其還需要構建全新的天線。儘管這些新天線相對較小，要鋪設這些天線仍需要一大筆資金投入，而這筆投入，大型運營商們應該不會在短期內拿出來。 我相信pCell技術更多瞄準的未來5G，而5G競賽羣雄逐鹿，pCell能否顛覆無線產業，還得取決於何時成熟落地？
資料來源：雷鋒網
作者/編輯：網優僱傭軍