간섭 제거 빔포밍(zero forcing beamforming)은 다중 사용자 무선 통신 환경에서 사용자 간 간섭을 제거하는 방식으로 동작하는 빔포밍 기술이다. 이 기술은 각 사용자에게 전송되는 빔을 다른 사용자의 방향과 직교(orthogonal)하도록 구성함으로써, 특정 사용자에게 전송된 신호가 다른 사용자에게 간섭으로 작용하는 현상을 원천적으로 차단한다.
간섭 제거 빔포밍은 크게 두 가지 방식으로 구분된다. 첫째는 엄밀한 간섭 제거 빔포밍(strict zero forcing beamforming)으로, 다른 사용자 방향과 직교가 되도록만 빔을 형성하고 자기 자신의 사용자 방향은 고려하지 않는다. 이 방식은 사용자 간 간섭을 완전히 제거할 수 있지만, 수신 신호의 세기가 줄어드는 단점이 있을 수 있다. 둘째는 진보된 간섭 제거 빔포밍(improved zero forcing beamforming)으로, 자기 사용자의 방향과 간섭 사용자들의 방향을 모두 고려하여 성능을 최적화하는 빔을 형성한다.
다운링크 시스템에 간섭 제거 빔포밍을 적용한 경우, 수신 신호는 y = HWs와 같이 표현된다. 여기서 W는 빔포밍 행렬(beamforming matrix)이며, 다운링크 채널 행렬 H에 맞게 구성된다. 간섭 제거 빔포밍에서 빔포밍 행렬 W는 채널 행렬의 역행렬(inverse)을 구한 뒤 각 열(column)을 정규화(normalize)한 벡터들로 구성된다. 즉, W = normalize(inverse(H))로 표현된다.
이 기술은 다중 사용자 MIMO(Multi-user MIMO) 시스템에서 널리 활용되며, 완벽한 채널 상태 정보(Channel State Information, CSI)가 가용하다는 가정 하에 사용자 간 간섭을 이론적으로 완전히 제거할 수 있다. 그러나 실제 환경에서는 채널 추정 오차나 피드백 지연 등으로 인해 완벽한 간섭 제거가 어려울 수 있으며, 이러한 한계를 극복하기 위해 피드백 간섭 제거 빔포밍(limited feedback zero forcing beamforming) 등의 파생 기술이 연구되고 있다.
