로이엔텍 - 빔포밍(Beamforming) 이란? / 로데슈바르즈

 

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이번 포스팅에서는 5G의 핵심 기술 중 하나인 빔 포밍에 대해 간략히 알아보겠습니다.

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빔 포밍(Beamforming)?

빔 포밍은 레이저처럼 직선으로 길게 뻗어나가는 모습을 뜻하는 빔(Beam)과 특정한 형태를 만들어주는 포밍(Forming)을 결합한 용어입니다. 빔 포밍은 여러 개의 안테나를 일정한 간격으로 배열한 후, 각 안테나에 공급되는 신호의 진폭과 위상을 변조하여 특정 방향으로 신호를 집중시켜 송수신하는 기술입니다. 전통적인 안테나는 모든 방향으로 신호를 전송하는 반면, 빔 포밍은 특정 사용자나 장치의 방향으로 신호를 집중시키는 빔을 형성하여 보다 효율적인 송수신을 가능하게 합니다. 빔 포밍은 고속 데이터 전송이 중요한 5G 네트워크에서 핵심적인 기술로 사용되고 있습니다. 빔 포밍은 5G뿐만 아니라 LTE, Wi-Fi와 같은 다양한 기술에도 적용되고 있습니다.

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빔 포밍의 주요 특징은 다음과 같습니다.

• 신호를 집중적으로 전송할 수 있어, 먼 거리에서도 안정적인 연결이 가능합니다.
• 불필요한 간섭이 줄어들어 신호의 품질이 향상됩니다.

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빔 포밍 유형

빔 포밍은 신호 처리 방식에 따라 아날로그 빔 포밍, 디지털 빔 포밍, 하이브리드 빔 포밍 세 가지로 구분할 수 있습니다. 각각의 방식이 어떤 특징이 있는지 살펴보겠습니다.

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1. 아날로그 빔 포밍

아날로그 빔 포밍 방식은 하나의 RF 체인에서 신호의 위상과 진폭을 조정하여 빔을 형성하는 방식으로, 빔 포밍 과정이 아날로그 영역에서 처리됩니다. 비용이 저렴하고 전력 소모가 적다는 장점이 있어 대규모 시스템에 적합합니다. 하지만 한 번에 하나의 빔만 생성할 수 있어 MU-MIMO(Multi-User Multi Input Multi Output)를 지원하기 어렵다는 단점이 있습니다.

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2. 디지털 빔 포밍

디지털 빔 포밍 방식은 기저대역(baseband)에서 신호를 처리하여 각 안테나마다 신호의 위상과 진폭을 조정합니다. 디지털 빔 포밍 방식은 각 안테나에 별도의 RF 체인이 있어 동시에 여러 개의 빔을 생성할 수 있으며, 이를 통해 MU-MIMO을 지원할 수 있습니다. 간섭 제어 및 신호 품질이 향상되는 장점이 있지만, 구조가 비교적 복잡하고 비용과 전력 소모가 높아지는 단점이 있습니다.

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3. 하이브리드 빔 포밍

하이브리드 빔 포밍 방식은 아날로그 방식과 디지털 방식의 장점을 결합한 기술입니다. 먼저, 기저대역(baseband)에서 디지털 빔 포밍으로 초기 신호 처리를 수행한 후, 각 RF 체인에서 아날로그 빔 포밍을 통해 신호를 세부적으로 조정합니다. 하이브리드방식은 높은 성능과 효율성을 제공할 수 있습니다. 하이브리드 빔 포밍은 주로 5G, 특히, mmWave 대역에서 대규모 MIMO(massive MIMO) 시스템에서 효율적으로 활용됩니다.

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빔 포밍 유형(아날로그 / 하이브리드 / 디지털)

 

 

​R&S Solution 소개

로데슈바르즈는 최대 100 MHz 분석 대역폭의 I/Q 레코딩과 우수한 다이내믹 레인지를 지원하는 R&S®NRQ6 소형 주파수 선택 파워 센서를 제공합니다. 여러 대의 R&S®NRQ6 파워 센서를 결합할 경우 매우 정확한 위상 정합 레코딩이 가능하며 Full 3D OTA를 측정할 필요 없이 개별 빔 설정을 위한 결과 안테나 패턴을 결정용 기준으로 사용할 수 있습니다.

위상 정합 I/Q 레코딩과 포괄적 신호 분석을 위해 R&S®VSE Vector Signal Explorer 소프트웨어와 R&S®VSE-K146 5G MIMO Measurements 옵션을 결합하십시오. 변조 5G NR 파형에서 위상 차이를 식별합니다. 기본 기술과 상관없이 아날로그 빔 포밍, 디지털 빔 포밍, 하이브리드 변화를 분석 및 검증할 수 있습니다

R&S®NRQ6 소형 주파수 선택 파워 센서

 

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Real-time beamforming verification in 5G NR FR1

 

작성자 : 로데슈바르즈 코리아 기술지원팀

출처 - https://blog.naver.com/rohdeschwarzkorea/223706812428

 

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