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5G核心技术之波束赋形
5G核心技术之波束赋形2019-04-08 来源：网络资料汇编 作者: Rocky lee 波束赋形（Beamforming）又叫波束成型、空域滤波，是一种使用天线阵列定向发送和接收信号的信号处理技术，如图1所示。 图1：波束赋形 为了便于理解，我们做个类比：室内电灯发光（2D天线）和手电筒发光（3D天线整列）有何不同？电灯发光是全向辐射的，其能量利用率不高；而手电筒发光则是定向辐射的，能量更集中，可以照到的很远，如图2左侧所示。同理， 单元平板天线提供全向辐射，只有到达你手机的辐射才是有用的，其它方向的辐射都是浪费的，这种巨大的无用辐射还成为了其它手机的干扰；而天线阵列则提供定向辐射，不管手机在哪个方位，都会把针对这部手机的信号进行定向的辐射，提高能量的利用率，如图2右侧所示。 图2：光源系统类比图示 波束赋形的原理是波的干涉，非常简单（高中知识）。波束赋形技术通过调整相位天线阵列的基本单元的参数，使得某些角度的信号获得相长干涉，而另一些角度的信号获得相消干涉，如图3所示。波束赋形既可以用于信号发射端，又可以用于信号接收端。 图3：波的干涉示意图 5G时代，由全向的信号覆盖变为了精准指向性服务，就要求天线阵列具备智能化的特点，否则手机就会存在较大的盲区。在基站上布设天线阵列，通过对射频信号相位的控制，使得相互作用后的电磁波的波瓣变得非常狭窄，并指向它所提供服务的手机，而且能跟据手机的移动而转变方向，采用闭环或半开环实施数据传输，如图4所示。 图4：智能化天线阵列示意图