Desvendando5G - Beamforming e Massive MIMO
Este artigo foi escrito por Alexandre Serres e Augusto Firmo
O beamforming é uma técnica que utiliza várias antenas para controlar a direção de propagação das ondas de radiofrequência emitidas, realizando a configuração da magnitude e a fase dos sinais individuais de um arranjo de antenas. Ou seja, o mesmo sinal é enviado de várias antenas, e a combinação desses sinais permite o direcionamento da propagação para uma determinada direção.
A configuração das antenas pode ser dinamicamente modificada, o que permite otimizar o feixe de irradiação e garantir um melhor desempenho na conectividade e velocidade entre a antena e o usuário.
Esse arranjo de antenas é denominado de antenas de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) e têm sido uma característica dos sistemas comerciais sem fio e Wi-Fi públicos. Entretanto, o 5G exige a aplicação de MIMO massiva (Massive MIMO). O Massive MIMO pode ser considerado como uma forma de beamforming no sentido mais geral do termo, mas é muito mais do que a forma tradicional.
Massive refere-se simplesmente ao grande número de antenas, por exemplo 64 ou 128, no arranjo de antenas da estação base.
MIMO refere-se ao fato de que vários usuários separados espacialmente são atendidos pelo arranjo de antenas no mesmo recurso de tempo e frequência. Mesmo com a presença de um grande número de antenas, os dados transmitidos entre uma antena e um terminal do usuário — e vice-versa — passam por uma filtragem devido ao ambiente. O sinal pode ser refletido em prédios e outros obstáculos, e essas reflexões terão um atraso, atenuação e direção de chegada associados. Pode até não haver uma linha de visão direta entre a antena e o terminal do usuário. Acontece que esses caminhos de transmissão não-diretos (multi-percursos) podem ser aproveitados pelo beamforming no 5G para calcular padrões de irradiação ótimos para garantir altas taxas de transmissão entre a antenas e um terminal de usuário. Essa técnica de beamforming é exclusiva para a 5G.
O uso do beamforming é uma das novidades dos sistemas 5G comparadas aos sistemas 4G que não as utilizam, e foi adotado pois a diretividade de irradiação na direção do usuário permite mais altas taxas transmissão de dados.
