In 5G gibt es verschiedene Arten von Beamforming-Techniken. Bei der digitalen Strahlformung werden Phasen- und Amplitudenanpassungen verwendet, um fokussierte Strahlen am Sender zu erzeugen und Signale am Empfänger zu kombinieren. Bei der analogen Strahlformung werden Phasenschieber oder Strahllenkung eingesetzt, um Signale zu lenken. Hybrides Beamforming kombiniert digitale und analoge Ansätze für Flexibilität und reduzierte Komplexität.
MIMO und Massive MIMO nutzen mehrere Antennen für eine verbesserte Leistung. Dynamisches Beamforming passt Strahlen in Echtzeit an, während Codebuch-basiertes Beamforming vordefinierte Muster verwendet. Sounder-basiertes Beamforming misst Kanaleigenschaften in Echtzeit, um die Signalübertragung zu optimieren und trägt so zu einer verbesserten Netzwerkleistung und Benutzererfahrung bei.
Welche verschiedenen Arten von Beamforming gibt es bei 5g?
Bei 5G spielt Beamforming eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Netzwerkleistung und -effizienz, indem es Signale an bestimmte Benutzer oder Bereiche richtet. Um dies zu erreichen, werden in 5G verschiedene Arten von Beamforming-Techniken eingesetzt. Hier sind die wichtigsten:
Digitales Beamforming:
Vorkodierung: Bei dieser Technik werden mehrere Antennenelemente am Sender verwendet, um die Phase und Amplitude des Signals jeder Antenne zu manipulieren. Dadurch können die übertragenen Signale so kombiniert werden, dass sie am gewünschten Standort des Nutzers konstruktiv interferieren und so einen fokussierten Strahl erzeugen.
Post-Combining: Auf der Empfängerseite werden die von mehreren Antennen empfangenen Signale kombiniert, um die empfangene Signalleistung zu maximieren und so die Qualität der empfangenen Daten zu verbessern.
Analoges Beamforming:
Phasenschieber: Bei der analogen Strahlformung werden Phasenschieber in der HF-Kette verwendet, um die Phase von Signalen über verschiedene Antennenelemente hinweg anzupassen. Auf diese Weise können die Signale konstruktiv in eine bestimmte Richtung kombiniert werden.
Strahllenkung: Durch Ändern der von den Phasenschiebern angewendeten Phasenverschiebungen kann der Strahl in verschiedene Richtungen gelenkt werden, ohne dass eine komplexe digitale Verarbeitung erforderlich ist. Dies ist besonders bei festen Trägern nützlich.
Hybrides Beamforming:
Hybrides Beamforming vereint die Vorteile von digitalem und analogem Beamforming. Es verwendet eine digitale Vorkodierungsstufe, gefolgt von einer analogen Strahlformung. Dieser Ansatz ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Steuerung von Balken und reduziert gleichzeitig die Komplexität der digitalen Verarbeitung.
MIMO Beamforming:
Die Multiple-Input-Multiple-Output-Technologie (MIMO) nutzt mehrere Antennen sowohl am Sender als auch am Empfänger, um die Kommunikationsleistung zu verbessern. Beamforming wird bei MIMO verwendet, um Signale in die gewünschten Richtungen zu fokussieren und so den Gesamtdurchsatz und die Zuverlässigkeit der Verbindung zu erhöhen.
Massive MIMO Beamforming:
Bei Massive MIMO wird eine große Anzahl von Antennenelementen an der Basisstation verwendet. Dies ermöglicht die Strahlformung in mehreren Dimensionen, wie z. B. Elevation und Azimut, und kann mehrere Benutzer gleichzeitig mit hochfokussierten Strahlen bedienen.
Dynamisches Beamforming:
Dynamisches Beamforming passt die Richtung der Strahlen in Echtzeit an den Standort und die Bewegung der Benutzer an. Dadurch wird sichergestellt, dass Benutzer auch unterwegs weiterhin eine optimale Signalqualität erhalten, wenn sich ihre Position ändert.
Codebuchbasiertes Beamforming:
Beim Codebuch-basierten Beamforming handelt es sich um vordefinierte Beamforming-Muster, die je nach Standort und Kanalbedingungen des Benutzers ausgewählt werden können. Dadurch wird der mit der Strahlformungsrückkopplung verbundene Overhead reduziert.
Sounder-basiertes Beamforming:
Sounder-basiertes Beamforming verwendet spezielle Geräte, um Kanaleigenschaften in Echtzeit zu messen. Diese Informationen werden dann verwendet, um Strahlformungsstrategien für eine optimale Signalübertragung anzupassen.
Diese verschiedenen Arten von Beamforming-Techniken in 5G sind für die Verbesserung der Netzwerkkapazität, der Abdeckung und des Benutzererlebnisses von entscheidender Bedeutung, indem sie die Signalenergie dort konzentrieren, wo sie am meisten benötigt wird, Interferenzen reduzieren und die Gesamtsystemleistung verbessern.