In 5G zijn er verschillende soorten beamforming-technieken. Digitale bundelvorming maakt gebruik van fase- en amplitudeaanpassingen om gerichte bundels bij de zender te creëren en signalen bij de ontvanger te combineren. Analoge bundelvorming maakt gebruik van faseverschuivers of bundelsturing om signalen te sturen. Hybride beamforming combineert digitale en analoge benaderingen voor flexibiliteit en verminderde complexiteit.
MIMO en Massive MIMO maken gebruik van meerdere antennes voor betere prestaties. Dynamische beamforming past beamforming in realtime aan, terwijl op codeboeken gebaseerde beamforming vooraf gedefinieerde patronen gebruikt. Op sirenes gebaseerde beamforming meet real-time kanaalkarakteristieken om de signaallevering te optimaliseren, wat allemaal bijdraagt aan verbeterde netwerkprestaties en gebruikerservaring.
Wat zijn de verschillende soorten beamforming in 5g?
Bij 5G speelt beamforming een cruciale rol bij het verbeteren van de netwerkprestaties en -efficiëntie door signalen naar specifieke gebruikers of gebieden te sturen. Er worden in 5G verschillende soorten beamforming-technieken gebruikt om dit te bereiken. Dit zijn de belangrijkste:
Digitale straalvorming:
Precoding: Deze techniek omvat het gebruik van meerdere antenne-elementen op de zender om de fase en amplitude van het signaal van elke antenne te manipuleren. Door dit te doen kunnen de verzonden signalen zodanig worden gecombineerd dat ze constructief interfereren op de gewenste locatie van de gebruiker, waardoor een gefocusseerde straal ontstaat.
Post-Combining: Aan de ontvangerzijde worden signalen ontvangen van meerdere antennes gecombineerd om het ontvangen signaalvermogen te maximaliseren, waardoor de kwaliteit van de ontvangen gegevens wordt verbeterd.
Analoge straalvorming:
Phase Shifters: Analoge beamforming maakt gebruik van faseverschuivers in de RF-keten om de fase van signalen over verschillende antenne-elementen aan te passen. Op deze manier kunnen de signalen constructief in een bepaalde richting worden gecombineerd.
Beam Steering: Door de door de faseverschuivers toegepaste faseverschuivingen te veranderen, kan de straal in verschillende richtingen worden gestuurd zonder de noodzaak van complexe digitale verwerking. Dit is vooral handig voor vaste balken.
Hybride straalvorming:
Hybride beamforming combineert de voordelen van zowel digitale als analoge beamforming. Het maakt gebruik van een digitale voorcoderingsfase gevolgd door analoge beamforming. Deze aanpak zorgt voor meer flexibiliteit bij het sturen van balken, terwijl de complexiteit van de digitale verwerking wordt verminderd.
MIMO Beamforming:
Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)-technologie maakt gebruik van meerdere antennes op zowel de zender als de ontvanger om de communicatieprestaties te verbeteren. Beamforming wordt in MIMO gebruikt om signalen in de gewenste richtingen te focusseren, waardoor de algehele doorvoer en betrouwbaarheid van de verbinding toenemen.
Massieve MIMO-straalvorming:
Bij Massive MIMO wordt bij het basisstation een groot aantal antenne-elementen gebruikt. Dit maakt bundelvorming in meerdere dimensies mogelijk, zoals hoogte en azimut, en kan meerdere gebruikers tegelijkertijd bedienen met zeer gerichte bundels.
Dynamische straalvorming:
Dynamische bundelvorming past de richting van de bundels in realtime aan op basis van de locatie en beweging van gebruikers. Dit zorgt ervoor dat gebruikers onderweg een optimale signaalkwaliteit blijven ontvangen als hun positie verandert.
Op codeboek gebaseerde straalvorming:
Op het codeboek gebaseerde beamforming omvat vooraf gedefinieerde beamforming-patronen die kunnen worden geselecteerd op basis van de locatie van de gebruiker en de kanaalomstandigheden. Dit vermindert de overhead die gepaard gaat met bundelvormingsfeedback.
Sounder-gebaseerde beamforming:
Op echolood gebaseerde beamforming maakt gebruik van gespecialiseerde apparatuur om kanaalkarakteristieken in realtime te meten. Deze informatie wordt vervolgens gebruikt om bundelvormingsstrategieën aan te passen voor een optimale signaalafgifte.
Deze verschillende soorten beamforming-technieken in 5G zijn essentieel voor het verbeteren van de netwerkcapaciteit, dekking en gebruikerservaring door signaalenergie te concentreren waar deze het meest nodig is, interferentie te verminderen en de algehele systeemprestaties te verbeteren.