Mehrere Antennen in LTE können auch verwendet werden, um dasselbe Signal mit entsprechender Gewichtung für jedes Antennenelement zu übertragen, sodass der gesendete Strahl in Richtung des Empfängers und weg von Störungen fokussiert wird, wodurch das empfangene SINR verbessert wird.
Der strahlformende Gewichtsvektor soll den Antennengewinn in Richtung des gewünschten Benutzers erhöhen und gleichzeitig den Gewinn in Richtung der Störer minimieren.
Beamforming kann zu einer deutlichen Verbesserung der Reichweite, Kapazität und Zuverlässigkeit führen. Um die Sendestrahlformung durchzuführen, muss der Sender über genaue Kenntnisse des Kanals verfügen, was im Fall von TDD aufgrund der Kanalreziprozität leicht verfügbar ist, bei FDD jedoch ein Rückkopplungskanal zum Erlernen der Kanaleigenschaften erforderlich ist und daher in LTE Release 8 nicht implementiert ist oder noch 9.
Beamforming ist derzeit nur für LTE-TDD spezifisch und kann entweder in 4×4- oder 8×2-Konfigurationen betrieben werden.
Ein beliebter Strahlformungsalgorithmus basiert auf der Ankunftsrichtung, bei der die an einen Empfänger eingehenden Signale aus gewünschter Energie und Interferenzenergie bestehen können – beispielsweise von anderen Benutzern oder aus Mehrwegereflexionen.
Die verschiedenen Signale können anhand des DOA oder des Einfallswinkels (AOA) jedes empfangenen Signals charakterisiert werden. Jeder DOA kann mithilfe von EUTRAN-Signalverarbeitungstechniken gemäß den Anforderungen in 3GPP-TS 36-214 geschätzt werden. Aus diesen erfassten DOAs extrahiert ein Strahlformer einen Gewichtungsvektor für die Antennenelemente und verwendet ihn, um das gewünschte Signal eines bestimmten Benutzers zu senden oder zu empfangen und gleichzeitig die unerwünschten Störsignale zu unterdrücken.
Idealerweise hat der Strahlformer eine Verstärkung von eins für den gewünschten Benutzer und zwei Nullen in den Richtungen von zwei Störern und kann Nullen in den Richtungen von Störern platzieren. Der DOA-basierte Strahlformer wird in diesem Fall oft als Null-Steering-Strahlformer bezeichnet. Der nullsteuernde Strahlformer kann nur dann so ausgelegt werden, dass er Störsignale vollständig auslöscht, wenn die Anzahl solcher Signale strikt geringer ist als die Anzahl der Antennenelemente.
Typischerweise gibt es einen Kompromiss zwischen Null der Interferenz und dem Verlust der gewünschten Verstärkung. Bisher sind wir davon ausgegangen, dass die Array-Antwortvektoren verschiedener Benutzer mit entsprechenden AOAs bekannt sind.
In der Praxis besteht jeder auflösbare Mehrwegpfad wahrscheinlich aus mehreren unaufgelösten Komponenten, die aus deutlich unterschiedlichen Winkeln stammen. In diesem Fall ist es nicht möglich, einem auf das Antennenarray auftreffenden Signal eine diskrete AOA zuzuordnen. Daher ist der DOA-basierte Strahlformer nur in LOS-Umgebungen oder in Umgebungen mit begrenzter lokaler Streuung um den Sender herum brauchbar.