Le beamforming est aussi utilisé par les sonars, ici pour localiser une épave sur le fond (crédit U.S Navy, Flickr)

Le Beamforming (formation de faisceau en anglais) est une technique appliquée aux réseaux radio sans fil, notamment, comme le Wi-Fi ou la 5G.

Présent dans les spécifications depuis quelques années déjà, le beamforming commence à équiper les appareils informatiques publics (routeurs, cartes réseau, etc.) mais aussi certains ordinateurs portables récents.

Techniquement, le principe est relativement simple : au lieu d'arroser, au hasard, sur 360 degrés, un endroit avec un signal radio, il est plus efficace de concentrer le signal dans la direction du récepteur qui le sollicite. Concrètement, les émetteurs interagissent avec les récepteurs pour choisir le chemin le plus adéquat pour les ondes, évitant ainsi de gaspiller de la puissance d'émission là où les récepteurs ne sont pas ou quand ils sont éteints...

Pour réussir cette prouesse, l'émetteur, généralement un routeur, voire un point d'accès, doit être muni de plusieurs antennes MIMO si possible positionnées différemment. Ensuite, le récepteur, qui doit être compatible, "dialogue" en direct avec l'émetteur pour évaluer la qualité du signal, mais aussi pour donner sa position. À noter que cette dernière information améliore particulièrement la réception sur un appareil mobile en mouvement.

Ainsi, avec la multiplication des antennes depuis la norme Wi-Fi N, le beamforming présent dès la norme AC du consortium Wi-Fi Alliance, promet d'affiner et de rendre plus intelligent nos réseaux domestiques, avec pour conséquence directe une qualité de réception, une portée améliorée, et l'élimination de certaines zones d'ombres, tout ceci sans augmentation de la puissance du signal.

Dans la téléphonie mobile, notamment avec la récente norme 5G, sur un réseau d'antennes adapté (à commande de phase) le beamforming cible l'utilisateur d'un signal radio pour envoyer l'émission nécessaire dans sa direction quand il en a besoin, c'est-à-dire lors de l'établissement de la communication ou du transfert de données, et le coupe ensuite.

Ce faisant, et contrairement aux normes précédentes qui couvraient tout un secteur en permanence, le beamforming est donc capable d'optimiser l'énergie utilisée comme la précision du signal, et de considérablement réduire, entre autres, le rayonnement électromagnétique des ondes.

À noter que cette technique de formation de faisceaux n'est pas réservée aux seuls réseaux de communications : la marine l'utilise pour ses sonars, et la visioconférence l'adapte dans certains algorithmes appliqués au son parlé, afin de mieux isoler une voix parmi un brouhaha, notamment.