beamforming 波束赋形

Beamforming是发射端对数据先加权再发送，形成窄的发射波束，将能量对准目标用户，从而提高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。

Beamforming可以获得阵列增益、分集增益和复用增益。

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

MIMO Beamforming（简称MIMO-BF）技术。

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行发送权值，处理时延大，因此适用于低速场景。

另外，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。

闭环Beamforming技术需要终端反馈信道信息如码本（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。

另外，由于受反馈精度的影响，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，目前TDD系统只使用开环Beamforming技术，而闭环Beamforming技术则应用于FDD系统。

DOA Beamforming（简称DOA-BF）技术。

通过估计信号的到达角（DOA：Direction of Arrinal），利用DOA信息生成发射权值，使发射波束主瓣对准最佳路径方向的一种波束赋形方法。

与MIMO-BF相比，DOA-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），在多径丰富的场合分集效果比较差，在非直视径（NLOS：Non Line of Sight）场合，由于DOA估计不准也会使性能下降。

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波束管理（Beam Management）是移动通信系统中波束赋形（Beamforming）的策略和过程，用于实现最佳的信号覆盖和干扰抑制。

在Massive MIMO系统中，波束管理尤为重要。

以下是Massive MIMO系统中波束管理的具体步骤：
1.扫描（Scanning）：在预定义的时间间隔内，发送参考信号（Reference
Signal）的波束会在不同的空间方向上轮发，以寻找最优的波束传输方向。

2.测量（Measurement）：UE（用户设备）接收到参考信号后，会测量并
选择接收质量最好的波束。

3.报告（Reporting）：UE将波束测量结果上报给基站（gNB）。

4.指示（Indication）：基站根据UE上报的测量结果，指示UE选择指定的
波束。

5.失败恢复（Failure Recovery）：如果发现新的更优的波束，基站会进行波
束失败恢复流程，重新配置并使用新的波束。

在上述步骤中，波束扫描是基站针对终端的不同位置在不同方位、倾角的多个窄带波束中选择最优波束进行发射，以达到增强下行覆盖、减少干扰的效果。

子面板波束赋形1. 子面板波束赋形——提高通信效率的一种技术在现代通信系统中，波束赋形（beamforming）技术被广泛应用于提高通信系统的传输效率。

而其中的子面板波束赋形（subarray beamforming）技术更是被认为是一种高效的波束赋形方法。

本文将介绍什么是子面板波束赋形，其优点和在通信系统中的应用。

2. 什么是子面板波束赋形？子面板波束赋形是一种将发射机和接收机分成多个子面板进行波束赋形的技术。

通常，这些子面板可以是天线阵列的一部分，也可以是各自独立的天线子阵列。

每个子面板单独进行波束赋形，可以提高系统对信道的利用效率，并降低对设备的计算需求。

相比于全彩色波束赋形，子面板波束赋形更具有实际应用价值。

3. 子面板波束赋形的优点3.1 减少计算成本由于子面板波束赋形只需要对每个子面板进行波束赋形，因此计算成本相对更低。

这也使得子面板波束赋形更适合应用于实际通信系统中，使得通信系统可以更快速地进行波束赋形，提高通信效率。

3.2 提高信道利用率由于子面板波束赋形可以对多个信道进行更灵活的分配，使得信道利用率更高，可以在保持通信质量的同时，提高通信系统的传输效率。

3.3 降低系统复杂度在通信系统中，波束赋形需要对信道进行反馈，以便进行更好的波束赋形。

而采用子面板波束赋形可以降低计算量，从而减少系统的复杂度。

这对于设计实际的实用通信系统来说至关重要。

4. 子面板波束赋形在通信系统中的应用子面板波束赋形在通信系统中的应用上具有很大的实际价值。

在基站系统和移动设备中，子面板波束赋形技术可以用于多输入多输出（MIMO）系统，以提高传输速率和信号质量。

采用子面板波束赋形技术可以对不同的信道进行更灵活的分配，以优化系统性能。

同时针对高频带传输，子面板波束赋形在短距离通信、毫米波通信等方面都有广泛应用。

5. 结论子面板波束赋形是一种令人眼前一亮的技术，具有许多优点。

其可以减少计算成本，提高信道利用率，降低系统复杂度，以及在通信系统中有很大的应用价值。

BF波束赋形1. 什么是BF波束赋形？BF波束赋形（Beamforming）是一种利用多个天线或传感器对信号进行处理的技术，以实现信号的增强或抑制。

通过对信号进行加权和相位调节，BF波束赋形可以将信号聚焦到特定方向，从而提高信号的接收或传输效果。

2. BF波束赋形的原理BF波束赋形的原理基于波的干涉和叠加效应。

当多个天线或传感器接收到同一个信号时，它们会产生相位差，这些相位差可以通过对信号进行加权和相位调节来实现波束的聚焦或抑制。

BF波束赋形主要包括两个步骤：波束形成和波束跟踪。

2.1 波束形成波束形成是指通过对接收到的信号进行加权和相位调节，使得信号在特定方向上叠加增强。

具体步骤如下：1.采集多个天线或传感器接收到的信号。

2.对每个接收到的信号进行加权和相位调节。

3.将加权和相位调节后的信号进行叠加。

4.调整加权和相位调节的参数，使得叠加后的信号在特定方向上达到最大增强。

2.2 波束跟踪波束跟踪是指根据信号的变化，及时调整波束形成的参数，以保持信号的最佳接收或传输效果。

具体步骤如下：1.持续监测接收到的信号。

2.根据信号的变化，调整波束形成的参数。

3.保持波束形成的参数在变化的信号条件下的最佳状态。

3. BF波束赋形的应用领域BF波束赋形在无线通信、声纳、雷达等领域有广泛的应用。

以下是一些典型的应用领域：3.1 无线通信在无线通信中，BF波束赋形可以提高信号的接收和传输质量，减少信号的干扰和衰落。

通过将信号聚焦在特定方向上，可以提高信号的传输距离和传输速率，同时减少多径干扰。

3.2 声纳在声纳领域，BF波束赋形可以提高声纳系统对目标的探测和定位能力。

通过将声纳波束聚焦在目标方向上，可以增强目标的回波信号，从而提高目标的探测概率和定位精度。

3.3 雷达在雷达领域，BF波束赋形可以提高雷达系统对目标的检测和跟踪能力。

通过将雷达波束聚焦在目标方向上，可以增强目标的回波信号，从而提高目标的检测概率和跟踪精度。

5G NR波形1. 简介5G NR（New Radio）是第五代移动通信技术的标准之一，其波形是指在5G NR系统中用来传输数据的信号形式。

波形在无线通信中起到了关键的作用，它决定了数据在空中的传输方式和性能。

5G NR波形的设计目标是提供更高的数据传输速率、更低的延迟、更好的能源效率和更高的系统容量。

为了实现这些目标，5G NR波形采用了一系列新的技术和特性，如OFDM（正交频分复用）、SC-FDMA（单载波频分多址）、波束赋形（beamforming）等。

2. 5G NR波形的特点2.1 OFDMOFDM是5G NR波形的核心技术之一。

它将数据分成多个子载波进行并行传输，提高了频谱利用率和抗干扰能力。

与4G LTE的波形相比，5G NR采用了更大的子载波间距，以支持更高的数据传输速率。

2.2 SC-FDMA除了OFDM，5G NR还引入了SC-FDMA技术。

SC-FDMA在上行链路中使用，它具有与OFDM相似的性能，但在功率和频谱效率方面更高。

通过使用SC-FDMA，5G NR可以在保持较低功耗的同时提供更好的上行传输性能。

2.3 波束赋形波束赋形是5G NR中的一项重要技术，它可以将信号的能量集中在特定的方向上，提高信号的传输距离和质量。

通过波束赋形，5G NR可以实现更高的系统容量和覆盖范围。

2.4 自适应调制与编码5G NR波形支持多种调制与编码方案，以适应不同的传输环境和需求。

通过自适应调制与编码，5G NR可以根据信道质量和数据传输速率的要求，动态选择最合适的调制与编码方案，提高系统的灵活性和性能。

3. 5G NR波形的传输方式5G NR波形可以通过不同的传输方式进行数据的传输，主要包括以下几种：3.1 数据信道数据信道是用于传输用户数据的信道，包括下行链路的PDSCH（物理下行共享信道）和上行链路的PUSCH（物理上行共享信道）。

数据信道使用的波形可以根据不同的需求选择，以提供最佳的传输性能。

波束赋形和码本波束赋形和码本是现代通信领域中的两种重要技术，它们可以在信息传输中发挥很大的作用，实现更加高效、可靠的通信。

下面将就这两种技术的基本原理和应用进行详细的介绍。

1. 波束赋形波束赋形（Beamforming）是一种通过改变天线阵列辐射电磁波的相位和幅度分布，实现增强或抑制信号辐射方向的技术。

波束赋形可以提高信号的传输可靠性和传输速率，减少干扰，提高通信质量。

使用波束赋形的过程如下：（1）对待发送的信息进行处理，确定需要发送的信号的特性（如传输速率、传输距离、信噪比等）；（2）根据发送信号的特性，确定需要使用的波束赋形算法；（3）根据波束赋形算法计算出合适的辐射电磁波的相位和幅度分布；（4）对波束进行优化，调节波束方向和强度，以保证信息传输的可靠性和传输速率。

波束赋形技术是目前无线通信领域中比较成熟和广泛使用的技术之一，它可以被应用到诸如雷达、通信、声学、无线电、电子等领域中。

2. 码本码本（Codebook）是用于描述波束构成的一组有限的向量集合，是实现波束赋形技术所必需的。

码本中的每个向量都代表一种可能的波束形状，可以被用于辅助计算波束形状。

使用码本的过程如下：（1）确定需要发送的信号的特性（如传输速率、传输距离、信噪比等）；（2）选择合适的码本，根据波束赋形算法进行反馈；（3）根据反馈信息，采用合适的码本向量来构建波束，进行信息的发送和接收。

在使用码本的过程中，一般需要通过反馈来调节发送波束，使其在与接收天线辐射方向匹配的同时，具有足够的信号强度和传输可靠性。

结论综上所述，波束赋形和码本是现代通信领域中非常重要的技术。

通过波束赋形和码本技术的应用，可以实现更加高效、可靠的通信，提高信号的传输速率和传输质量，减少干扰。

同时，这两种技术在通信系统中的应用也得到了广泛的推广和应用，将有望在未来为通信技术的进一步发展提供更加强有力的支持。

5G(NR)与波束赋形(BeamfOrming)#5G#波束斌形波束赋形技术在4G(1TE)网络中已被广泛应用,其主要用于提高网络小区性能。

波束斌形对于5G(NR)蜂窝通信中更加重要,它可以帮助在更高频率范围(如厘米波和毫米波中)部署5G网络;因为在这些频率范围内要实现完整的小区覆盖，必须补偿高频信号的高路径损耗。

5G(NR)网络中动态波束控制也非常重要;终端设备(UE)由于移动,其他物体(如汽车甚至人体)都会阻挡无线电波的传播影响信号传输。

下面这些例子都会影响无线通信：•固定无线接入场景中,家庭客户端设备(CPE)连接到室外5G基站(BS)。

在这种场景下波束扫描可确定使用的最佳波束。

•道路上行驶的车辆连接网络时,波束(BF)也需要动态变换(或切换)。

波束赋形对波束赋形(Beamforming)支持是5G(NR)无线网络一项基本能力,这将影响物理层和更高层资源分配和使用；这是由于无线网络基于两个基本物理资源:同步(SS/PBCH)块和信道状态信息参考信号(CSI-RS)O波束赋形(BF)基本原理是在天线阵列中使用大量天线(振子)；每个天线都可以通过移相器和衰减器进行控制；天线(振子)长度通常是无线信号波长的一半，通过调整每个天线相位以控制波束发射方向。

优化后在上行(U1)中发送相同的方向上发送(下行)波束，这意味着天线及其控制逻辑必须能够测量信号的“到达角”。

如果信号来自天线前方某一方向,则所有元件将同时接收到信号的相位前沿。

如果角度为45度,天线将接收到信号的相位前随时间扩展。

通过测量到达相位前沿与天线之间的时间延迟,可以计算到达角。

为在同一方向发送信号，发送信号相位前沿应该以相同的时间扩展发送。

相移可以在数字域或模拟域中完成。

Λ∕2antennaAttenuatorPhaseshifter二一和老朗一起宇5G5G(NR)网络中波束赋形(BF)不仅在水平方向，而且在垂直方向上能够引导波束,这也被称为3DMIMO o为了能够做到这一点天线需要放在一个正方形中,既均匀方阵(UIIifOrmSquareA1Tay-USA)中。

5G波束赋形1. 什么是5G波束赋形？5G波束赋形（5G beamforming）是指通过调整天线的辐射模式，使得无线信号在特定方向上更加集中和聚焦的技术。

它是5G通信系统中的一项重要技术，可以提高信号传输的效率和容量，降低干扰，并提供更稳定和高速的无线连接。

2. 5G波束赋形的原理和工作方式5G波束赋形的原理基于天线阵列的技术。

在传统的无线通信系统中，天线通常以全向性辐射信号，无法将信号聚焦在特定的方向上。

而5G波束赋形通过控制天线阵列中每个天线的相位和幅度，使得信号能够在特定方向上相干叠加，形成一个聚焦的波束。

具体而言，5G波束赋形包括两个主要步骤：波束发射和波束接收。

在波束发射方面，基站通过调整天线阵列的相位和幅度，将信号聚焦在特定的方向上。

这样，接收设备就可以更好地接收到来自基站的信号，提高了信号的接收质量和速率。

在波束接收方面，接收设备通过调整天线阵列的相位和幅度，将天线的接收灵敏度最大化。

这样，接收设备可以更好地接收到来自特定方向的信号，降低了来自其他方向的干扰。

3. 5G波束赋形的优势和应用5G波束赋形技术具有以下优势和应用：3.1 提高信号传输效率和容量通过将信号聚焦在特定方向上，5G波束赋形可以提高信号的传输效率和容量。

传统的无线通信系统中，信号会在多个方向上辐射，导致信号的衰减和干扰。

而5G 波束赋形可以将信号集中在用户所在的方向上，减少了信号的衰减和干扰，提高了信号的传输效率和容量。

3.2 降低干扰5G波束赋形可以通过将信号聚焦在特定方向上，降低来自其他方向的干扰。

在传统的无线通信系统中，由于信号在多个方向上辐射，可能会与其他设备的信号相互干扰。

而5G波束赋形可以将信号聚焦在特定方向上，减少了与其他设备的干扰，提高了通信的可靠性和稳定性。

3.3 支持大规模多用户通信由于5G波束赋形可以将信号聚焦在特定方向上，因此可以支持大规模多用户通信。

传统的无线通信系统中，由于信号在多个方向上辐射，可能会导致频谱资源的浪费和用户之间的干扰。