늘어놓은 여러 안테나 소자의 위상(과 진폭)을 소자마다 조정하여, 특정 방향으로 전파를 보강시켜 송수신하는 기술. 위상을 전자적으로 바꾸면 안테나를 움직이지 않고 빔의 방향을 바꿀 수 있다(위상 배열). 밀리미터파 대역의 큰 전파 손실을 보완하는 것 외에, 5G 기지국이나 무선 LAN에서 단말마다 빔을 향하게 하여 수신 전력을 높이고 간섭을 줄이는 데 사용된다.
일본어 명칭: ビームフォーミング
빔포밍(Beamforming)은(는) 무선 통신의 기초 등 1개 분야의 연습 문제 3개에 나와요.
분야: 무선 통신의 기초
정답: A. 파장이 짧아 작은 면적에 다수의 소자를 늘어놓을 수 있고, 예리한 빔에 의한 높은 이득으로 큰 전파 손실을 보완할 수 있기 때문에
안테나 소자는 파장의 절반 정도 간격으로 늘어놓는 것이 일반적이므로, 파장이 1 cm 안팎인 밀리미터파 대역에서는 몇 cm 사방 안에 수십 개의 소자를 늘어놓을 수 있습니다. 소자 수가 많을수록 빔은 예리해지고 그 방향의 이득이 높아지므로, 밀리미터파 대역의 큰 전파 손실을 보완할 수 있습니다. 다만 빔이 가늘기 때문에 단말의 이동이나 인체에 의한 차폐에 맞추어 빔 방향을 다시 탐색하여 추종시켜야 합니다. 6 GHz 이하의 대역에서도 기지국에 다수의 소자를 늘어놓는 매시브 MIMO가 공간 다중화로 많은 단말과 동시에 통신하기 위해 사용되고 있습니다.
따라서 1개의 기지국이 커버하는 범위(셀)는 작아지며, 다수의 안테나 소자에 의한 빔포밍으로 전파를 단말 방향으로 모아 손실을 보완합니다.
5G에서 사용되는 28 GHz 대역 등 밀리미터파 대역 전파의, 6 GHz 이하 주파수 대역과 비교한 일반…빔포밍에서는 늘어놓은 안테나 소자의 위상을 어긋나게 하여 보냄으로써, 목적하는 방향에서는 전파가 보강되고 다른 방향에서는 상쇄되도록 합니다.
여러 안테나 소자에서 보내는 신호의 위상(과 진폭)을 소자마다 조정하여, 특정 방향으로 전파를 보강시켜 보…MIMO(다중 입력 다중 출력) 링크 버짓(Link Budget) 섀넌의 정리(Shannon's Theorem) 숨은 단말 문제(Hidden Node Problem) 슈퍼헤테로다인 방식(Superheterodyne) 자유 공간 전파 손실(Free-space Path Loss) 잡음 지수(NF) 직접 변환 방식(Direct Conversion) 페이딩(Fading) BLE(Bluetooth Low Energy)