La formation de faisceaux, comme son nom l'indique, est une technique de formation de faisceaux. Le faisceau peut être compris comme « le mode de rayonnement des ondes électromagnétiques (mode de propagation) d'un ensemble de systèmes d'antennes ». La formation de faisceaux, en termes simples, est une technique de construction de diagrammes radar d'antenne. Il s'agit d'un type de gestion de radiofréquence (RF) dans lequel un signal sans fil est dirigé vers un dispositif de réception spécifique.

Comment cela fonctionne-t-il ?

La formation de faisceaux est basée sur les principes du traitement du signal et de la propagation des ondes. En collectant le son ou les signaux provenant de plusieurs microphones ou antennes dans un réseau et en utilisant des techniques telles que les délais et la modulation de phase, les ondes sonores peuvent être superposées dans des directions spécifiques pour former un puissant faisceau synthétisé. Ce faisceau synthétisé concentre l'énergie sonore à des endroits ou dans des directions spécifiques, ce qui permet d'amplifier le son et de se concentrer. De cette façon, la formation de faisceaux présente de nombreux avantages et a été appliquée à la communication sans fil.

Avantages

• Puissance plus dirigée : la puissance est concentrée dans la direction souhaitée du faisceau, ce qui augmente son efficacité.
• Qualité et couverture du signal améliorées : des signaux de meilleure qualité atteignent l'appareil récepteur, ce qui étend la capacité de couverture de la tour de téléphonie mobile ou de la station de base.
• Transferts plus rapides, moins d'erreurs : les informations sont transmises à un débit plus rapide, ce qui se traduit par des transferts plus rapides et des erreurs réduites.
• Communication sans interférence : les signaux ne sont diffusés que lorsque cela est nécessaire, ce qui évite les interférences entre les appareils.
• Mise en œuvre simple, consommation d'énergie réduite : la formation de faisceaux numérique est facile à mettre en œuvre et nécessite moins d'énergie que d'autres méthodes.

Application dans la communication sans fil

La formation de faisceaux trouve de nombreuses applications dans les systèmes de communication sans fil, en particulier dans le domaine de 5G et technologies Wi-Fi. Nous examinons ici ses applications dans la 5G :

1. Massive MIMO : les réseaux 5G utilisent des systèmes MIMO (Massive Multiple-Input Multiple-Output), qui impliquent un grand nombre d'antennes à la fois au niveau de la station de base et de l'équipement utilisateur. La formation de faisceaux est utilisée pour orienter et focaliser dynamiquement les faisceaux de transmission vers les utilisateurs ciblés, améliorant ainsi la qualité du signal, l'efficacité spectrale et la capacité globale du système.

2. mmWave Communication : Les fréquences à ondes millimétriques (mmWave) sont un élément clé des réseaux 5G, permettant des débits de données plus élevés. La formation de faisceaux est essentielle pour la communication mmWave, car elle compense la perte de trajet élevée et facilite l'orientation précise du faisceau pour surmonter les défis de propagation du signal. En focalisant les faisceaux transmis vers des utilisateurs ou des appareils spécifiques, la formation de faisceaux maximise la puissance du signal et la couverture dans les bandes mmWave.

3. Gestion des interférences : la formation de faisceaux joue un rôle crucial dans la gestion des interférences dans les réseaux 5G. En formant de manière dynamique des points nuls vers les sources interférentes ou en éloignant les faisceaux des interférences, la formation de faisceaux permet d'atténuer les interférences entre canaux adjacents et co-canaux, améliorant ainsi la capacité globale du système et la qualité de service.

Dans les communications 5G et Wi-Fi, la formation de faisceaux est essentielle pour améliorer la qualité du signal, augmenter la capacité du réseau, atténuer les interférences et améliorer les performances globales. Alors que le déploiement des réseaux 5G et Wi-Fi 6/6E continue de se développer, la formation de faisceaux jouera un rôle essentiel dans la réalisation du plein potentiel de ces technologies, en offrant aux utilisateurs une connectivité sans fil fiable et à haut débit.