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Qu'est-ce que Formation de faisceau (beamforming) ?

Technique qui règle, pour chaque élément d'un réseau d'antennes, la phase (et l'amplitude) afin que les ondes se renforcent dans une direction donnée, à l'émission comme à la réception. En modifiant électroniquement les phases, on change l'orientation du faisceau sans déplacer l'antenne (réseau à commande de phase). Elle compense l'affaiblissement de propagation important des bandes millimétriques et sert aussi, dans les stations de base 5G et les réseaux locaux sans fil, à diriger un faisceau vers chaque terminal pour augmenter la puissance reçue et réduire les interférences.

Nom japonais: ビームフォーミング

« Formation de faisceau (beamforming) » apparaît dans 3 questions d'entraînement réparties sur 1 thèmes, dont Bases des communications sans fil.

Domaine: Bases des communications sans fil

S'entraîner : questions sur Formation de faisceau (beamforming)

Quelle est la raison principale la plus appropriée pour laquelle les stations de base et les terminaux 5G en bande millimétrique utilisent la formation de faisceau avec des réseaux d'antennes comptant de nombreux éléments ?

  1. ALa longueur d'onde courte permet de placer de nombreux éléments sur une petite surface, et le gain élevé d'un faisceau étroit compense l'affaiblissement de propagation important
  2. BComme il n'y a aucun trajet multiple en bande millimétrique, l'orientation du faisceau n'a plus à changer une fois fixée
  3. CAugmenter le nombre d'éléments d'antenne réduit l'affaiblissement de propagation lui-même le long du trajet
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Réponse : A. La longueur d'onde courte permet de placer de nombreux éléments sur une petite surface, et le gain élevé d'un faisceau étroit compense l'affaiblissement de propagation important

Les éléments d'antenne sont généralement espacés d'environ une demi-longueur d'onde ; en bande millimétrique, où la longueur d'onde est d'environ 1 cm, on peut donc placer plusieurs dizaines d'éléments dans un carré de quelques cm de côté. Plus les éléments sont nombreux, plus le faisceau est étroit et plus le gain dans sa direction est élevé, ce qui compense l'affaiblissement de propagation important des bandes millimétriques. Mais comme le faisceau est étroit, il faut rechercher et suivre en permanence sa direction en fonction des déplacements du terminal et des masquages par le corps humain. Dans les bandes inférieures à 6 GHz aussi, le MIMO massif, avec de nombreux éléments sur la station de base, sert à communiquer simultanément avec de nombreux terminaux par multiplexage spatial.

« Formation de faisceau (beamforming) » dans les explications

Questions mentionnant « Formation de faisceau (beamforming) » (3)

  1. Quelle est la raison principale la plus appropriée pour laquelle les stations de base et les terminaux 5G en bande millimétrique utilisent la formation de faisceau avec des réseaux d'antennes comptant de nombreux éléments ?
  2. Quelle affirmation décrit correctement une caractéristique générale des ondes des bandes millimétriques, comme la bande des 28 GHz utilisée en 5G, par rapport aux bandes inférieures à 6 GHz ?
  3. Quelle technique règle, pour chaque élément d'antenne, la phase (et l'amplitude) du signal émis afin que les ondes se renforcent dans une direction donnée ?

Termes associés

MIMO (entrées multiples, sorties multiples) Affaiblissement en espace libre (free-space path loss) Bilan de liaison (link budget) BLE (Bluetooth Low Energy) Facteur de bruit (NF) Fading (évanouissement du signal) LPWA (Low Power Wide Area) NFC (communication en champ proche) OFDM (multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence) Problème de la station cachée (hidden node problem)

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