È inoltre possibile utilizzare più antenne in LTE per trasmettere lo stesso segnale opportunamente ponderato per ciascun elemento dell’antenna in modo tale che l’effetto sia quello di focalizzare il raggio trasmesso nella direzione del ricevitore e lontano dalle interferenze, migliorando così il SINR ricevuto.
Il vettore del peso di formazione del fascio dovrebbe aumentare il guadagno dell’antenna nella direzione dell’utente desiderato minimizzando contemporaneamente il guadagno nelle direzioni degli interferenti.
Il
Beamforming può fornire miglioramenti significativi in termini di portata di copertura, capacità e affidabilità. Per eseguire il beamforming di trasmissione, il trasmettitore deve avere una conoscenza accurata del canale, che nel caso di TDD è facilmente disponibile grazie alla reciprocità dei canali ma per FDD richiede un canale di feedback per apprendere le caratteristiche del canale, quindi non è implementato in LTE Release 8 o ancora 9.
Ad oggi, il beamforming è specifico solo per LTE TDD e può funzionare in configurazioni 4×4 o 8×2.
Un popolare algoritmo di formazione del raggio si basa sulla direzione di arrivo in cui i segnali in ingresso a un ricevitore possono essere costituiti dall’energia desiderata e dall’energia di interferenza, ad esempio da altri utenti o da riflessioni multipercorso.
I vari segnali possono essere caratterizzati in termini di DOA o angolo di arrivo (AOA) di ciascun segnale ricevuto. Ciascuna DOA può essere stimata utilizzando le tecniche di elaborazione del segnale EUTRAN come richiesto in 3GPP-TS 36-214. Da questi DOA acquisiti, un beamformer estrae un vettore di ponderazione per gli elementi dell’antenna e lo utilizza per trasmettere o ricevere il segnale desiderato di un utente specifico sopprimendo i segnali di interferenza indesiderati.
Idealmente, il beamformer ha un guadagno unitario per l’utente desiderato e due nulli nelle direzioni dei due interferenti e può posizionare nulli nelle direzioni degli interferenti. Il beamformer basato su DOA in questo caso è spesso chiamato beamformer a sterzo nullo. Il beamformer a sterzo nullo può essere progettato per cancellare completamente i segnali interferenti solo se il numero di tali segnali è strettamente inferiore al numero di elementi dell’antenna.
In genere, esiste un compromesso tra l’interferenza nulla e la perdita del guadagno desiderato. Finora, abbiamo ipotizzato che i vettori di risposta dell’array di diversi utenti con corrispondenti AOA fossero noti.
In pratica, ogni multipercorso risolvibile è probabile che comprenda diverse componenti irrisolte provenienti da angolazioni significativamente diverse. In questo caso, non è possibile associare un AOA discreto con un segnale che interferisce con l’array di antenne. Pertanto, il beamformer basato su DOA è utilizzabile solo in ambienti LOS o in ambienti con diffusione locale limitata attorno al trasmettitore.