La formación de haces, como sugiere su nombre, es una técnica para formar haces. El haz puede entenderse como "el modo de radiación de onda electromagnética (modo de propagación) de un conjunto de sistemas de antena". La formación de haces, en pocas palabras, es una técnica para construir patrones de radar de antena. Es un tipo de gestión de radiofrecuencia (RF) en la que una señal inalámbrica se dirige hacia un dispositivo receptor específico.

¿Cómo funciona?

La formación de haces se basa en los principios de procesamiento de señales y propagación de ondas. Al recopilar sonido o señales de múltiples micrófonos o antenas en una matriz y emplear técnicas como retrasos de tiempo y modulación de fase, las ondas de sonido se pueden superponer en direcciones específicas para formar un potente haz sintetizado. Este haz sintetizado enfoca la energía del sonido en ubicaciones o direcciones específicas, lo que permite mejorar y concentrar el sonido. De esta manera, la formación de haces tiene muchas ventajas y se ha aplicado a la comunicación inalámbrica.

Ventajas

• Mayor potencia dirigida: la potencia se concentra en la dirección deseada del haz, lo que aumenta su eficacia.
• Mejor calidad y cobertura de la señal: las señales de mayor calidad llegan al dispositivo receptor, lo que amplía la capacidad de cobertura de la torre celular o la estación base.
• Transferencias más rápidas, menos errores: la información se transmite a una velocidad más rápida, lo que da como resultado transferencias más rápidas y menos errores.
• Comunicación sin interferencias: las señales solo se transmiten cuando es necesario, lo que evita la interferencia entre dispositivos.
• Implementación sencilla, menor consumo: la formación de haces digital es fácil de implementar y requiere menos energía en comparación con otros métodos.

Aplicación en la comunicación inalámbrica

La formación de haces encuentra amplias aplicaciones en los sistemas de comunicación inalámbrica, particularmente en el ámbito de Tecnologías 5G y Wi-Fi. Aquí echamos un vistazo a sus aplicaciones en 5G:

1. MIMO masivo: las redes 5G utilizan sistemas de entrada múltiple múltiple salida (MIMO) masivos, que implican una gran cantidad de antenas tanto en la estación base como en el equipo del usuario. La formación de haces se emplea para dirigir y enfocar dinámicamente los haces de transmisión hacia los usuarios objetivo, mejorando la calidad de la señal, la eficiencia espectral y la capacidad general del sistema.

2. Comunicación mmWave: Las frecuencias de ondas milimétricas (mmWave) son un componente clave de las redes 5G, lo que permite velocidades de datos más altas. La formación de haces es esencial para la comunicación mmWave, ya que compensa la alta pérdida de trayectoria y facilita la dirección precisa del haz para superar los desafíos de propagación de la señal. Al enfocar los haces transmitidos hacia usuarios o dispositivos específicos, la formación de haces maximiza la intensidad y la cobertura de la señal en las bandas mmWave.

3. Gestión de interferencias: La formación de haces juega un papel crucial en la gestión de interferencias en redes 5G. Al formar dinámicamente nulos hacia fuentes que interfieren o al dirigir los haces lejos de las interferencias, la formación de haces ayuda a mitigar la interferencia de canal adyacente y cocanal, lo que mejora la capacidad general del sistema y la calidad del servicio.

Tanto en la comunicación 5G como en la Wi-Fi, la formación de haces es esencial para mejorar la calidad de la señal, aumentar la capacidad de la red, mitigar las interferencias y mejorar el rendimiento general. A medida que la implementación de las redes 5G y Wi-Fi 6/6E continúa expandiéndose, Beamforming desempeñará un papel fundamental en la realización del potencial completo de estas tecnologías, brindando a los usuarios una conectividad inalámbrica confiable y de alta velocidad.