信号改善：通过使信号更嘈杂来改善信号的接收情况

在无线通信中，来自环境或其他信号的噪音几乎总是被视为需要克服的问题。然而，总部位于美国加利福尼亚州的Artemis 络公司有一个不同的想法。

Artemis公司已经开发出一种系统，其中一组天线一起工作，使一个区域充斥着表面上看起来像噪音的东西，但实际上在接收端却能解析成相干的信号。该公司的技术有望在频谱上具有极高的效率。

Artemis的技术，它称之为pCells（”个人细胞 “的简称），依赖于无线电波的加法性质。也就是说，当两个信号交叉时，它们会在彼此的相位、振幅和调制上相加或相减。

传统上，这一事实被无线通信方案视为一种干扰。但是，通过在一个区域内部署多个天线一起工作，Artemis反而会发出精心制作的噪音，在单个设备周围凝聚成实际信号。美国Artemis公司的创始人兼首席执行官史蒂夫·珀尔曼（Steve Perlman）说：”这项技术的诀窍比喻是，垃圾会从天线中出来。我们通过天线产生的这些非常精心制作的噪音信号的总和在接收点加起来就是一个完全相干的信号。”

无线设备，作为其正常操作的一部分，会定期发送被称为探测参考信号（SRS）的更新，使 络能够评估连接强度。一个pCell 络可以使用探测参考信号（SRS）来确定一个特定设备的位置，并在设备的天线周围形成一个只有几毫米大小的清晰接收泡。在4G LTE和5G 络中，设备每5毫秒发送一次探测参考信号（SRS），这意味着pCell 络可以近乎实时地追踪设备。

Artemis的技术需要足够的计算机处理来评估设备的位置，构建适当的噪音来传输，以便它能解决设备周围的问题，并解开收到的噪音，以确定哪些数据已被设备送回 络。据珀尔曼(Perlman)说，目前，它可以用三台服务器完成，每台服务器都有双64核AMD CPU。他预计该公司在一年内将能够把它减少到只用一台服务器。

据珀尔曼(Perlman)说，pCell 络的两大优势是统一覆盖和频谱效率。在一个典型的 络中，一个设备试图连接到最近的天线，如果有必要，当它移动时，会切换到一个新的天线。这就产生了不稳定的覆盖区域，其中各个区域的边界相互影响。在pCell 络中，所有的天线都在一起工作，用必要的噪音覆盖该地区。无论设备走到哪里，它的pCell 络覆盖都会随之移动。

另一个优势，即频谱效率，这一优势也许更重要。虽然频谱效率随着每一代新的无线技术而增加，但增加的速度已经放缓。一个使用4乘4的MIMO天线阵列的5G基站，与只使用单一天线的5G基站相比，每赫兹带宽每秒可发送1.7倍的比特。跳升到16乘16阵列，其天线总数是4乘4阵列的4倍，频谱效率仅达到每赫兹带宽的2.9倍比特。

然而，在一个pCell 络中，与单个天线相比，一个16乘16的天线阵列每秒每赫兹的带宽可以发送43倍的比特。而且，它的规模似乎还超过了这个数字。

Artemis在5月宣布了其第一个大规模的pCell安装，地点是美国加州圣何塞的SAP中心，这是一个足球场所和音乐会场所。该 络使用56根天线来覆盖13,000平方米的场馆。”珀尔曼(Perlman)说，”如果我增加到112根天线，我有理由相信，与已安装的56根天线相比，它的频谱效率会翻倍”。

该公司早在2014年就首次宣布了一个实用的pCell 络。这一宣布最初遭到了怀疑，尽管根据柏林工业大学电气工程教授朱塞佩·凯尔（Giuseppe Caire）的说法，这部分是由于误传。”他们把这件事说成是革命性的想法，叫做pCells，它与以前的任何事情都完全不同。但凯尔说，支撑这项技术的理论思想，现在更普遍地被称为无细胞大规模MIMO（多输入、多输出），已经以各种形式流传了几十年。

凯尔最初对Artemis所取得的成就持怀疑态度，但当他在旧金山参观该公司时，他很快就意识到了该公司所取得的成就的重要性。凯尔现在是该公司的技术顾问，他认为Artemis的重大突破是将无小区大规模MIMO方法与现有的4G LTE和5G标准相结合的能力。

Artemis 络的pWave天线：这里显示的是安装在美国加你福尼亚圣何塞的SAP中心场馆–发出精心制作的噪音，在用户的手机或其他设备上分解成相干的信号。

八年后的今天，珀尔曼(Perlman)说，推出pCell 络的任何阻碍都不是由于技术原因。他说，相反，瓶颈一直是在获得频谱方面。在与现有行业伙伴合作的尝试失败后，该公司最终决定在美国联邦通信委员会于2017年设立3.5GHz频段的公民宽带无线电服务（CBRS）频段时独自行动。

除了体育场馆和像SAP中心这样的室内场馆，其他可能适合pCell 络的地方是大学校园、仓库和其他地方，否则就会转向本地化的私人 络或需要高蜂窝密度。在未来，凯尔认为蜂窝技术会有一个自然的发展，无蜂窝的大规模MIMO 络会在密集的高流量地区提供覆盖，而基于蜂窝的旧 技术，如蜂窝塔，则继续在农村地区提供覆盖。

除了蜂窝 络，珀尔曼(Perlman)认为pCell 络的最大机会之一是增强现实。增强现实需要高数据率和极低的延迟，以使人感到身临其境并防止晕动症。如果pCell 络能够提供统一和有效的频谱覆盖，它们可能很适合即将到来的AR眼镜，比如苹果传闻中的努力。