Beamforming: il segreto del 5G

Autore: Massimiliano Brolli

Data: 17/09/2020

Il beamforming è quella tecnica mediante la quale è possibile dirigere un segnale in una determinata direzione, utilizzando una serie di antenne per trasmettere segnali radio.

Piuttosto che trasmettere semplicemente un segnale e quindi disperdere energia in tutte le direzioni, gli array di antenne che utilizzano il beamforming, permettono di inviare e ricevere un fascio di segnali più forti in una specifica direzione.

Questa tecnica è ampiamente utilizzata in radar e sonar e su strumenti biomedicali e in particolare nelle comunicazioni (telecomunicazioni, Wi-Fi), e oggi nel 5G dove sono richieste velocità di trasmissione molto elevate e l'unico modo per poter massimizzare l'efficienza di trasmissione e ricezione è utilizzando il beamforming.

In questa tecnica, ogni micro-antenna presente nell'Antenna Array (come visto nella figura), viene alimentata separatamente con il segnale da trasmettere. La fase e l'ampiezza di ciascun segnale viene aggiunta in modo costruttivo e distruttivo in modo tale da concentrare l'energia in un unico fascio (o lobo) stretto e quindi in direzione di uno specifico dispositivo.

Il beamforming quindi, controlla la direzionalità della trasmissione o ricezione di un segnale su un array di antenne. Il beamforming migliora l'efficienza spettrale fornendo un miglior rapporto segnale / rumore (SNR).

Lavorando con altre tecnologie di antenna come antenne intelligenti e MIMO, il beamforming aumenta la portata e la capacità delle celle. Ciò significa che gli utenti di dispositivi mobili ricevono segnali più forti e chiari.

Le bande a onde millimetriche (mm-Wave), sarà una nuova tecnologia che abbinata al Beamforming offrirà una grande larghezza di banda per le comunicazioni mobili, che possono supportare non solo una grande velocità di trasmissione dei dati, ma anche latenze estremamente basse.