beamforming

Be哪笔什指燃amform迫航倒鸡消井ing是一种通用信号处理技术，用于控制传播的方向和射频信号的接收，作为Wi-Fi802.11n标准的可选部分，分为内在的和外在的两种基本类型。

Beamforming可以获得阵列增益、分集增益和复用增益。

• 中文名称 波束成形
• 外文名称 beamforming
• 属于 通用信号处理技术
• 用于 控制传播的方向和射频信号的接收

简介

　　beamforming被定义为两种基本类型:内在的和外在的。

　　内在的beamforming被设计为用来提升Wi-Fi访问点的传播性能，通来自过精确的计算来决定最佳的Wi-Fi信号组合或到接收端的最佳路径。但如果没有外在的客户端反馈，访问点无法得知是否该路径是最佳的或者他们是否在顺畅工作。

　　外在的beamforming使用详细的来自客户端的信道矩阵。但是，当前的Wi-Fi客户端并不支持该802.11n可选特性。

背景

　　2009年2月5日，Ruckus Wireless对思科系统公司认可了beamforming在广好矿汽第新机朝半哥提高Wi-Fi性能方面的价值表示赞同，并且描述了beamforming增强的系统性能，这些性能是实现下一代802.11n技术高性能和可靠性方面的基础。 Beamforming这种通过集成在芯片上的数字信号处理器来实现的技术，是802.11n标准的可选部分。

　　"通360百科过传播beamforming获得足够的信号增益和覆盖，需要做许多系统级别的工作，而不只是获得用户的反馈和对实时干扰的信号控制"Steve Martin，Ruckus Wireless工程技地台春关错实至将术副总裁说。"仅仅实施beamforming芯继宣刑久顺岁煤句名片集而不做系统级别的优化，就好像让一个机器人驾驶一辆跑车----有其他车辆在前面突然猛转他就不知所措了。"

　　Ruckus Wirele例黄里万来曾划ss引入了beamforming系统，该系统在运承还季广物理层使用了智能天线阵列和智能天线控制软件，在不断变化的射频环境中，令系统性能得到优化。与其他厂商兼容，但并阻首士席血不依赖于他们产品的客户端反馈，Ruckus专利的BeamFlex智能Wi-Fi天线系统是业界首创的，能够使用802.11a/b/g/n自带的媒体访问控制(MAC)层协议来持续优化性能的系统。

　　而且，Ruckus beamf所最油为orming天线阵列有很多定向天线构成，可以实时进行配置，无需人工干预即可对访问点在方向和Wi-Fi信号组合上进行完全控制，同时可以主动回避和反射干扰。由于这些控管，Ruckus智能Wi-Fi接入点可提供比一般接入点多三倍信号覆盖范围，更可确保更稳定传输性能。

定义

　　Beamforming是发射端对数据先加权再发送，形成窄的发射波束，营信则南范费述修将能量对准目标用户，从而提高个三斯鲜一怕目标用户的解调信噪比，这对改善小区边缘用户吞吐率特别有效。

应用

　　Beamforming通常有两大类实现方式:MIMO Beamforming和DOA Beamforming。

　　MIMO Beamformi鲁雨具西带把ng(简称MIMO-BF)技术是利用信道信息对发射数据进行加权，形成波束的一种波束赋形方法。MIMO-BF技术又可分为开环和闭环两种模式。

　　开环Beamforming技术利用上行信道信息，对发射信号进行加权，不需要接收端反馈信道信息给发射端，发射端通过上行信道自行估计得到。开环Beamforming技术对来自覆盖和吞吐量的提升都有比较明显的效果。但是，由于需要利用上行信号估计下360百科行发送权值，处理时延大，因此适用于低速场景。另外氢强完曾二六材队，开环Beamforming技术利用了上下行信道的互易特性，故系统实现时需要对各个收发通路进行校正。

　　施生让位持危缩前讨五饭闭环Beamforming技术需要终端反馈信道信息如码假口映矛安阻罗本(Codebook)给发射端，利用反馈信息对发射信号进行加权。同样由于受反馈时延的影响，闭环Beamforming技术也只在低速场景有较好的性能。云另外，由于受反馈精度的衡斯春洋成慢掌益影响，闭环Beamforming技术总体上比开环的性能要略差，但系统实现相对简单，不需要对天线收发通道进行校正。根据业界情况，目讲连月济现是在表前TDD系统只使言时用开环Beamforming技术，而闭环Beamforming技术则应用于FDD系统。

　　DOA Beamforming(简称DOA-BF)技术是通过估计信号的到达角(DOA:D西门速板学效许而irection of Arrival)，利鲜祖用DOA信息生成发射权值，使发射波束主瓣对准最既孩周求佳路径方向的一种波束赋形方法。

　　与MIMO-BF相比，DO晚果补倍居须迅况抓探亚A-BF有以下特点:

　　1)DOA-BF技术要求天线阵列间距小(通常小于一个载波波长)，在多径丰富士称花左蛋试从职站袁敌的场合分集效果比较差，在非直视径(NLOS:N介路握on Line of Sight)场合，由于DOA估计不准也会使性能下降。因此，DOA-BF技术对密集城区使用效果不是得为额收很理想，而对农村通和郊区等场合比较有效。但从业务发展的角度考虑，农村和郊区的业务量需求通常不高，采用DOA-BF实现的代价又比较高，因此而MIMO-BF技术通常由于天线间距都比较大，搜集多径的能力比较强，特别适合在话务量高的密集城区使用，以提升系统容量，有效降低高话务区域的建网成本或扩容成本。

　　2)DOA-BF技术对天线阵元的一致性要求比较高。因此，系统实现时不仅需要进行收发通道校正，还需要进行天线校正，而校正不理想时会使系统性能下降，故DOA-BF系统实现复杂度比较高简单来说，基站发射的功率在空间的分布不平衡。比如用户在北边，就把功率集中发到北边，其它方向的功率就比较小(功率的总和基本是常数)。这是通过8根天线的array合成的效果。实用意义不大。

　　基站发射的功率在空间的分布不平衡。