Beamforming: Hohe Reichweite durch gezielte Aussteuerung

Erst im Februar 2023 erläuterte der jährliche „Research and Markets Report“ mit Blick auf den Markt für 5G-Smart-Antennen, die besondere Bedeutung von Beamforming für die Optimierung von 5G-Netzen. Intelligente Antennen, die wie bei 1&1 mit Massive MIMO ausgestattet sind, tragen demnach zur Netzwerkoptimierung, Reduzierung des Energiebedarfs und zur Erhaltung der Dienstqualität bei.

Beamforming ist eine spezielle Art des Funkfrequenzmanagements, bei dem ein drahtloses Signal gezielt auf ein bestimmtes Empfangsgerät gerichtet wird. Diese Funktechnik findet bei zahlreichen Technologien Anwendung, darunter Radar oder drahtloser Kommunikation. Hierbei werden Funk- und Schallwellen für die Übertragung oder den Empfang von Signalen gezielt gelenkt.

Anstatt ein Signal von einer Sendeantenne gleichzeitig in alle Richtungen auszustrahlen, werden beim Beamforming Antennen mit bis zu 190 Antennenelementen verwendet, um das gleiche Signal gezielt an ein einziges Empfangsgerät bzw. ein dediziertes Teilgebiet im Versorgungsgebiet der Antenne zu senden und dort effizient zu bündeln. Das führt zu einer schnelleren und zuverlässigeren drahtlosen Datenübertragung. Durch die Bündelung der Beams und damit des Signals wird die Reichweite der Funksignale erhöht. Dadurch kann 1&1 seine modernen Antennen im eigenen Netz mit größtmöglicher Antennen- und Frequenzeffektivität nutzen, um echtes Highspeed 5G zu implementieren.

Beamforming funktioniert, indem Antennenelemente der sogenannten MIMO-Antennen ihre Signale in der ungefähren Richtung der Signalempfänger bündeln. Dies erfolgt durch die Aussendung des gleichen Signals vom sogenannten Antennen-Array mit unterschiedlichen Phasen und Amplituden, um einen relativ engen Kegel bzw. „Beam“ zu formen.

Beamforming ist je nach Typ oder Implementierung unterschiedlich. Dadurch, dass mehrere Sende-Elemente in einer Antenne geformte „Beams“ zu unterschiedlichen Zeiten aussenden, kann ein Beamforming-Empfänger die gesendeten Signale bewerten. Diese Anpassung bestimmt den für das Signal besten Weg, um das Endgerät zu erreichen. Somit „formt“ Beamforming den so genannten RF-Strahl auf dem direkten Weg zum Empfänger. Der Beam sorgt dafür, dass die Dienstqualität in allen Bereichen sehr gut ist und somit das Signal auch im Randbereich einer Funkzelle annähernd gleich stark ist wie im Zentrum.