大约在一年前，一个和乔帮主同名的人，史蒂夫•帕尔曼(Steve Perlman)，在哥伦比亚大学（Columbia University），首次公开展示了自己最新研发的person cell技术（简称pCell），他说：“这是对无线标准的一次彻底颠覆。自无线技术诞生以来，人们一直跟着移动信号覆盖在移动，而现在是覆盖区域跟着你移动。”

在上周三的哥伦比亚大学，面对一众的学生、记者及商业领袖，Perlman 展示了 pCell 技术支持用 8 台 iPhone 手机在共享区区 5MHz 频谱的情况下流畅播放高清视频的能力；随后又演示了在 10MHz 频谱的条件下多路同时播放超高清的 4K 视频，热播剧《纸牌屋》。

这一技术号称突破了香农极限，能让手机上网的速度比当前快1000倍，这到底是一个什么神技术？


要解释这个神技术，还得从我们身边的无线通信技术说起，容我跟你慢慢道来。

对于传统的无线通信，大家都知道这样一个常识：只要在一个区域内存在一个以上的无线传输，他们之间就会存在干扰。 你应该有这样的经历，当你一边开车一边听收音机的时候，随着距离某个电台距离的远近，收音机会从一个电台切换到另一个电台。在某一区域（如下图红叉区域），你可能会交替的听到两个电台发出的信号，但是在大部分时候你只能听到一个电台。


当然，实际应用中，无线发射站之间的干扰会很少，因为我们会通过合理的频率规划，覆盖范围控制等方法来避免干扰。

在蜂窝通信系统中，干扰更加复杂。当大量的用户同时发送和接受信号时，就非常有必要将他们划分到各个不同的小区，并且给邻近的小区规划不同的频率。当用户从一个小区移动到另一个小区，就会发生切换，这样保证了用户从一个小区移动到另一个小区时不会掉话。


今天，移动应用正在成指数的增长，不论是用户量还是对数据速率的要求，这给传统的蜂窝系统带来了极大的负担。我们当然也运用了很多改进的方法，比如，小区分裂技术，比如使用更好的数字传输技术，例如MIMO技术。 但是，一个小区的数据容量是有限的，并且由小区内的所有用户共享。 一旦某小区的数据容量达到了极限，用户就无法得到他们想要的速率，并且会导致掉话、低速率、不稳定传输等现象。尽管增加频谱和增加无线发射塔能够缓解这种状况，但是，用户对数据速率的要求越来越高，特别是视频流业务的广泛应用。

现在WIFI的分布也疯狂的增长，WIFI不像GSM/WCDMA/LTE等商用蜂窝系统那样对站点、站高、覆盖方向、覆盖距离、频率、发射功率等进行过仔细的规划，大多数WIFI接入点都是简单的接入internet且都是独立的运行。WIFI使用较低的发射功率以限制其覆盖范围来减少干扰。虽然如此，如果同一区域内还有其它的WIFI接入点（或者其它使用相同频谱的设备，如蓝牙），这个WIFI接入点就必须尽自己的全力与共存的WIFI接入点共享数据速率。如果同一区域有更多的WIFI接入点，比如在公寓或办公室这样的人口密集区域，当人们需要看大数据流量的高清视频时，用户就不能持续的得到他们想要的速率，导致不稳定或低速率的上网体验。

这个问题可以通过MIMO、beamforming等技术的运用来缓解，但实际上，当用户在线看视频时，MIMO和BEAMFORMING等技术的应用并不能给用户带来稳定可靠的体验。

通过加入更多的可用频段，比如有人提出的使用“White Spaces”，可以减少拥塞。但是，对数据速率的需求正在疯狂的增加，像视频和视频游戏这样的应用需要更高的可靠性，目前还不确定是不是还有足够的可用频段使用来满足用户的需求，毕竟频率资源有限的。

那么，是不是能够发明出一种技术，这种技术不是避开无线干扰，而是“鼓励”无线干扰，利用无线干扰呢？pCell技术这是这么做的。

pCell技术专利的核心是DIDO（分布式输入分布式输出技术，pCell的原名），这一技术的关键是需要将“个人小区”连接到同一个“DIDO Data Center”。需要发送的信息，首先传输到“Data Center“， 由“Data Center” 处理之后，每个“个人小区”协同发送信号。在WIFI环境下，网络服务器的数据是直接发到相应的AP，再由AP无线发射到接受终端。而PCELL技术多了一个DIDO Data Center ，数据不是直接发给相应AP，而是先发送到DIDO Data Center进行处理后再协同发送。


这个DIDO Data Center是关键， 在这里实现了无线协同发射、编码集中处理和抗干扰技术。关于DIDO技术的具体细节，该公司并没有过多提及。查阅其技术白皮书，里面有这样一段话：

"测量目标用户与基站的多个DIDO分布式天线之间的链路质量，使用链路质量测量值来定义用户群集；测量定义的用户群集内的每一用户与每一DIDO天线之间的信道状态信息CSI；基于该测量的CSI对用户群集内的每一DIDO天线与每一用户之间的数据发射进行预译码。"

这里面涉及了复杂的抗干扰技术和基带编码原则，其实这也是无数通信人多年来不遗余力力求突破的梦想。所以，并不是pCell第一个想到的，事实上，这种想法在LTE技术里面也有，包括未来的5G技术，关键只是看谁先实现而已。

正是通过这个“DIDO Data Center”，pCell技术颠覆了传统蜂窝网络用户越多每个用户的无线数据速率就会越低的瓶颈，实现用户数不再对传输速率造成影响，每个用户都可以同时享用峰值速率。同时，无论用户设备处于pCell覆盖区域的任何位置，经过pCell处理后的信号与传统蜂窝小区中心的信号质量一样好，所以，pCell没有小区边缘和切换的概念。

当然，除了核心的DIDO技术，pCell的网络结构和传统蜂窝网络也有很大的区别，下图正是pCell的网络结构图：


pCell组网采用C-RAN技术，无线接入点（pWave）或Artemis Hub（用于分布式天线）通过IP网络实现回传。而pCell数据中心（pCell Data Center）采用软件定义无线电（Software-Defined Radio ，SDR) 技术集中进行基带处理。

这里简单提一下C-RAN技术，C-RAN并不是pCell首创的概念，基带集中处理及射频拉远的C-RAN技术是未来通信的趋势，各大通信设备商都有自己的C-RAN技术。

由于C-RAN系统可以由普通的X86 CPU完成执行，不需要特殊的硬件，可以采用通用的X86服务器和10 GigE交换设备，所以，可以利用现成的一些数据中心来部署C-RAN data center，这样网络部署更加方便。加之pCell技术本身是”鼓励“干扰，不像传统蜂窝网络为了避开干扰而需要进行周密的网络规划和站址选点，pWave接入点可以放在任何地方，这不仅易于网络部署，而且节省大量网络建设成本。

不过，该技术要求手机更换新的SIM卡。此外，其还需要构建全新的天线。尽管这些新天线相对较小，要铺设这些天线仍需要一大笔资金投入，而这笔投入，大型运营商们应该不会在短期内拿出来。 我相信pCell技术更多瞄准的未来5G，而5G竞赛群雄逐鹿，pCell能否颠覆无线产业，还得取决于何时成熟落地？