满满干货beamforming(beamforming有什么用)

笔者在描述5G的十大关键技术时，列举了其中一个关键技术是：波束成形。 在讨论波束成形之前，我们有必要知道什么是波束及波束成形，以及5G移动通信中

笔者在描述5G的十大关键技术时，列举了其中一个关键技术是：波束成形（Beam Forming，BF）在讨论波束成形之前，我们有必要知道什么是波束及波束成形，以及5G移动通信中实现波束成形的作用是什么波束这个词，单从字面上理解有些不好明白；说通俗一点，就是在一定电磁波辐射区域内，如果所有电磁波的传播方向都保持一致（在一定的限制作用下），就会形成波束。

如果考虑光也是一种电磁波（本质上，光具有波粒二象性），当光源发出的很多光波在接收方向保持一致，就会形成光束（例如手电发出的光就形成了光束）；如果，当光源发出的光波向四面八方辐射，就不会形成光束（例如电灯发出的光没有形成光束）；对于接收方而言，如果需要探测较强功率，当然光束的效果较好。

同理，在无线接收机中，如果面对的是波束，接收效果也会更佳

其实，科研人员很早就已发现：多天线阵列形成的波束可以提高无线信号的传输和接收质量无线信号在自由空间传播如同船在水中行驶，无线信号面对的衰减相当于船在行驶过程中面对的阻力天线的数量如果较少，无线信号传输质量会受到限制；与独排或双桨的行船方式类似，由于桨少形成的划船力量小而导致行船速度较慢。

然而，5G移动基站如果采用了大规模天线阵列（Massive MIMO）进行信号收发，即相当于将独排和双桨行船方式升级到了龙舟行船方式，桨多人多，行船力量剧增以上只是简单的比喻，本质上而言，波束成形技术是通过调节各天线的相位使无线信号进行有效叠加，产生更强的信号增益来克服无线信号在自由空间中面临的传输衰减，从而保证无线信号的收发质量；此外，波束成形技术使用后，因为收发电磁波能量更加集中，毫无疑问，也将在一定程度上延伸无线信号的传输距离。

实际上，在移动通信中，波束成形是天线技术与数字信号处理技术的融合演进技术，其作用体现在实现无线信号的定向传输或收发如果我们还对无线信号进行有效处理，就能确定电磁波的传输方向，从而实现发射机的精确定向和接收机的精准探测。

但是，波束成形技术虽然能改善收发信号性能，增加传输距离，但同时也会提升器件成本和收发功耗在多天线处于通信连接的工作状态下，即便在严重的衰落情况下，无线信号增益也能提升，却同时要求信号处理能力加强所以，波束成形技术应用带来的问题是：数据处理速度高，收发成本提升，系统功耗较大。

因此，在5G移动通信系统中应用波束成形技术，也要考虑到上述固有缺陷，扬长避短实施应用

最后，还得补充一句我说过的老话：以上只是个人浅见，读者仁者见仁，智者见智，供大家斟酌。