CN112272925A - 波束成形器请求的探测 - Google Patents

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Abstract

示例性具体实施涉及采用包括有效通信序列的请求的探测协议的用于操作无线收发器的方法和系统，该方法和系统包括：针对所接收的专用训练信号中的每个专用训练信号，响应于探测触发，经由前向信道向一个或多个波束成形接收端传输探测触发，经由反向信道从一个或多个波束成形接收端接收至少一个专用训练信号。该方法还包括估计基于来自相关联的波束成形接收端的专用训练信号导出的前向CSI；并且其中后续分组用从所述前向CSI导出的预编码进行预编码，以用于经由所述前向信道传输到所述相关联的波束成形接收端。示例性方面包括基于单个探测触发来调度来自一个或多个波束成形接收端的多个专用训练信号。

Description

波束成形器请求的探测
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年5月4日向美国专利商标局提交的名称为“BEAMFORMERSOLICITED SOUNDING”的在先提交的共同未决的临时申请号62/667,405以及于2019年5月3日向美国专利商标局提交的名称为“BEAMFORMER SOLICITED SOUNDING”的共同未决的非临时申请号16/403,073的权益。
技术领域
本公开的各方面整体涉及用于无线通信操作的探测，并且具体涉及用于波束成形器请求的探测的系统和方法及其操作。
背景技术
使用被称为无线接入点(WAP)的设备建立家庭、室外和办公室网络，也被称为无线局域网(WLAN)。WAP可包括路由器。WAP将家庭网络的所有设备(例如，无线站点，诸如：计算机、打印机、电视、数字视频(DVD)播放器、安全相机和烟雾检测器)无线耦接到彼此，并且无线耦接到将互联网、视频和电视递送到家庭的电缆或用户线路。大多数WAP实现IEEE802.11标准，该标准是基于争用的标准，用于处理多个通信信道中所选择的一个通信信道上的共享无线通信介质的多个竞争设备之间的通信。每个通信信道的频率范围在正在实现的IEEE 802.11协议中的对应的一个协议(例如，“a”、“b”、“g”、“n”、“ac”、“ad”)中指定。通信遵循集线器和辐条模型，其中在集线器处具有WAP，并且辐条对应于到每个“客户端”设备的无线链路。
在为相关联的家庭网络选择单个通信信道之后，对共享通信信道的访问依赖于被识别为冲突监听多路访问(CSMA)的多路访问方法。CSMA是一种用于共享单个通信介质的分布式随机接入方法，通过使竞争通信设备退避以及在检测到无线介质上的冲突的情况下(例如，如果无线介质在使用中)重试接入来实现。
单个通信介质上的通信被识别为“单工”，这意味着一次从单个源节点到一个或多个目标节点的一个通信流，其中所有其余节点能够“监听”主题传输。从IEEE 802.1lac标准开始，并且具体地从其‘Wave 2’开始，可使用WAP的所谓的多用户(MU)多输入多输出(MIMO)能力同时发生与不止一个目标节点的离散通信。将MU能力添加到该标准以使WAP能够与单天线单流或多天线多流收发器同时通信，从而增加到无线HDTV、计算机平板电脑和通信能力与WAP的通信能力不相上下的其他高吞吐量无线设备的离散MIMO视频链路的可用时间。IEEE 802.11ax标准将正交频分多址(OFDMA)集成到WAP或站点能力中。OFDMA允许WAP在被识别为资源单元的离散频率范围内与多个站点在下行链路上同时通信。
IEEE 802.11n和802.11ac标准支持完全兼容的WLAN节点所需的信号处理中越来越高的复杂度，包括用于聚焦用户数据通信的波束成形能力。为了表征WAP与每个站点之间的多路径通信信道，执行MIMO探测。IEEE 802.11n和802.11ac标准中规定的显式探测包括将已知的分组序列从WAP传输到每个相关联的站点，然后每个相关联的站点处理分组序列以执行测量和计算，以从该站点生成详细探测响应用于表征WAP与自身之间的通信信道。WAP传统上使用显式探测响应以使其MIMO天线以改善站点处的信号强度或提高到MIMO天线的下行链路吞吐量中的任一者或两者的方式聚焦。
随着无线网络上站点的种类和数量的增加，对能够有效地将通信服务协调到更多数量的设备的同时减少探测的传输开销和探测站点所需的处理开销的改进的探测过程的需求日益增加。
发明内容
除其他益处之外，采用包括有效通信序列的请求的探测协议的方法和系统还改善用于探测对话的带宽，并且减少波束成形接收端所需的处理。在一个示例中，发射器确定用于一个或多个接收器的探测控制调度表，基于探测控制调度表将探测触发传输到一个或多个接收器，响应于探测触发从一个或多个接收器接收至少一个专用训练信号，并且针对每个所接收的专用训练信号，发射器估计基于来自相关联的接收器的专用训练信号导出的前向信道状态信息(CSI)。
示例性具体实施包括用于操作无线收发器的方法和系统，该方法和系统包括：针对所接收的专用训练信号中的每个专用训练信号，响应于探测触发，经由前向信道向一个或多个波束成形接收端传输探测触发，经由反向信道从一个或多个波束成形接收端接收至少一个专用训练信号。该方法还包括估计基于来自相关联的波束成形接收端的专用训练信号导出的前向CSI，并且可以用从前向CSI导出的预编码对后续分组进行预编码，以用于经由前向信道传输到相关联的波束成形接收端。
示例性具体实施包括具有用于支持无线通信的无线局域网的无线收发器装置的方法和系统，并且该无线收发器装置包括多个天线。无线收发器装置还包括彼此耦接以形成发射链和接收链的多个部件；以及请求方模块电路，该请求方模块电路用于经由前向信道传输探测触发以请求来自一个或多个波束成形接收端的多个专用训练信号，并且这些专用训练信号将被处理以用于估计前向CSI，以将后续分组传输到相关联的波束成形接收端。
示例性具体实施包括用于操作无线收发器的方法和系统，包括：针对每个所接收的专用训练信号，响应于探测触发经由前向信道向一个或多个波束成形接收端传输探测触发，响应于探测触发经由反向信道从一个或多个波束成形接收端接收具有定时信息的至少一个专用训练信号。该方法还包括估计基于来自相关联的波束成形接收端的专用训练信号导出的前向信道状态信息；并且其中后续分组用从前向CSI导出的预编码进行预编码以用于经由前向信道传输到相关联的波束成形接收端，并且基于定时信息来确定分组传输时间戳和分组接收时间戳。该方面的其他实施方案包括对应的通信协议、联网系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，每个计算机程序被配置为执行方法的动作。
所述方法和系统使用一个或多个联网设备和/或系统来实现。在查看以下具体实施方式和附图之后，本发明构思的其他特征和优点对于本领域的普通技术人员而言将变得更加显而易见。
附图说明
根据以下具体实施方式和附图将理解示例性具体实施的结构和操作，其中类似的附图标号表示类似的零件，并且其中：
图1A-B示出了WLAN信道探测和波束成形通信的现有示例。
图2A-D示出了现有探测和分组图的示例。
图3示出了根据示例性具体实施的示例性请求的探测波束成形器过程的流程图。
图4A示出了根据示例性具体实施的示例性探测请求方系统的图。
图4B示出了根据示例性具体实施的示例性探测触发帧的图。
图5A-G示出了根据各种示例性具体实施的请求的探测的示例性序列。
图6示出了根据示例性具体实施的示例性请求的探测波束成形接收端过程的流程图。
图7A-B示出了根据示例性具体实施的带有定时反馈的请求的探测的示例。
图8A-C示出了根据示例性具体实施的由另一个波束成形器请求的探测的示例。
图9示出了根据示例性具体实施的示例性联网设备的图。
具体实施方式
以下具体实施方式提供了本申请的附图和示例性具体实施的更多细节。为清楚起见，省略了附图标号和对附图之间冗余元素的描述。在整个说明书中使用的术语作为示例提供，并非旨在进行限制。
传统的显式探测方法始于波束成形器(例如，接入点、发射器等)将具有通告帧和专用训练信号(例如，空数据分组通告(NDPA)，之后是空数据分组(NDP))的一对分组发送到波束成形接收端(例如，站点、客户端、接收器等)，使得波束成形接收端可测量所接收的专用训练信号以获得(例如，从波束成形器到波束成形接收端的)前向通信信道的特性。传统上波束成形接收端然后生成返回到波束成形器的详细探测反馈有效载荷。传统上，波束成形器使用返回的探测反馈来确定可用于到波束成形接收端的后续传输的预编码。波束成形器使用探测反馈来改善后续传输。
在多输入多输出(MIMO)传输遇到的复杂多路径信道环境中，链路信道矩阵的反馈消耗大量的空中时间，这是因为必须传输一定数量的数据来表征多路径信道，并且传输常规的详细探测反馈的低调制和编码方案(MCS)消耗大量的网络资源。因此，每个显式探测消耗网络的宝贵的空中时间。
由于显式探测使用前向信道的探测反馈来确定前向信道的预编码，因此显式探测通常相比如在隐式探测中基于反向信道估计前向信道更为准确。然而，显式探测通常需要附加的开销，并且从波束成形接收端接收的探测反馈可能相当大，因此减少了用于其他传输的空中时间的可用性。
传统的隐式探测方法开始于波束成形接收端伺机地向波束成形器发送分组，使得波束成形器可测量所接收的分组来确定(例如，从波束成形接收端到波束成形器的)反向信道信息的特性，这些特性然后用于尝试估计返回到波束成形接收端的前向信道。然而，传统的隐式探测无法管理有效协调的框架中若干波束成形接收端之间的探测。例如，由于在传统的隐式探测方法中波束成形接收端控制探测过程的发起，因此波束成形器不能在数据通信降级时更新CSI。此外，隐式探测方法中的波束成形接收端仅对其自身的探测过程感兴趣，并且无法考虑其他站点或网络资源随时间推移的探测需求。
随着无线网络上节点的种类和数量的增加，对能够有效地将通信服务协调到更多数量的设备的同时减少来自探测的传输开销和客户端节点(例如，波束成形接收端)所需的探测的处理开销的改进的探测协议的需求日益增加。
本文所述的示例性具体实施的各方面涉及用于请求的探测框架的系统和方法，该请求的探测框架最初由波束成形器发起，波束成形接收端所需的处理资源最小，并且可协调若干波束成形接收端之间的多个探测序列。请求的探测框架提供针对探测的改进的传输开销，并且减少波束成形接收端所需的探测处理开销。在本文所述的示例性具体实施中，波束成形器传输探测触发以从波束成形接收端请求专用训练信号帧。探测触发是由发射器发送到至少一个目标站点的分组，该分组指示站点向发射器发送一个或多个专用训练信号。单个探测触发可指示站点发送多个专用训练信号并且/或者指示调度表发送专用训练信号以及与专用训练信号或其传输相关的其他可配置参数。单个探测触发还可以指示多个站点发送多个专用训练信号。
专用训练信号是由波束成形接收端发送到不需要有效载荷的波束成形器的分组。可处理所传输的专用训练信号以估计发送方与接收方之间的信道信息。波束成形接收端处理探测触发并且基于探测触发所指示的指令用将在协调时间发送的一个或多个专用训练信号进行响应。
波束成形器可接收对单个探测触发的多个响应，而无需对波束成形接收端的附加提示。探测触发可包括针对响应的附加指令，并且不需要波束成形器发送具有探测触发的通告分组或者针对附加的专用训练信号进行提示。波束成形接收端基于伴随触发的指令用一个或多个专用训练信号对探测触发进行响应。与传统的探测反馈相比，专用训练信号需要显著更少的开销。
请求的探测框架的示例性方面包括接入点与一个或多个站点之间的有效探测序列，这通过减少发起探测的传输数量以及与显式探测相比减少用于确定前向信道的CSI的带宽或空中时间的量来实现。
在请求的探测框架中，波束成形接收端(例如，站点、接收器等)将专用训练信号发送到波束成形器(例如，接入点、发射器、收发器站点等)，该专用训练信号可被处理来估计关于波束成形接收端到波束成形器的方向上的信道的反向信道信息。波束成形器测量所接收的专用训练信号来确定(例如，从波束成形接收端到波束成形器的)反向信道信息的特性，这些特性然后用于尝试估计返回到波束成形接收端的前向信道。
与传统的显式探测和传统的隐式探测相比，请求的探测框架具有改善的性能和效率。例如，请求的探测框架使用单个探测触发，而不是要求波束成形器发送多个分组(例如，NDPA和NDP)和提示。此外，专用训练信号允许波束成形接收端以最小的处理和带宽进行响应，而不需要测量信道、生成详细的探测反馈以及传输可消耗大量的处理和网络资源的大量详细的探测反馈(例如，压缩的反馈报告)。
此外，请求的探测框架允许波束成形器发起探测过程并且在一段时间内协调来自多个波束成形接收端的若干专用训练信号，而不发送若干提示或等待波束成形接收端伺机发送分组。如本文所讨论的请求的探测框架的附加方面包括用于具有不同能力、可配置探测特性、集成测距能力等的若干接收器的协调探测。
在一个示例性具体实施中，无线收发器响应于探测触发经由前向信道将探测触发传输到一个或多个波束成形接收端，经由反向信道从一个或多个波束成形接收端接收至少一个专用训练信号。对于所接收的专用训练信号中的每个专用训练信号，收发器估计基于来自相关联的波束成形接收端的专用训练信号导出的前向CSI以改善到相关联的波束成形接收端的数据(例如，用从前向CSI导出的预编码进行预编码以用于经由前向信道传输到相关联的波束成形的数据分组)的后续通信的传输。
请求的探测框架通过指示波束成形接收端随时间推移发送多个专用训练信号而无需附加提示来实现改善的数据通信质量，使得波束成形器可使用多个专用训练信号来重新探测具有更新的CSI的链路。此外，波束成形器可发送更新的探测触发以保持与一个或多个波束成形接收端的协调探测序列，从而有效地保持网络内的通信链路。在一个示例中，波束成形器响应于检测到传输质量、网络资源或波束成形接收端中的一个或多个波束成形接收端的性能的变化而发送另一个探测触发。例如，当波束成形接收端中的一个或多个波束成形接收端的数据通信降级时，波束成形器可发送另一个探测触发以更新由先前的探测触发所指示的探测间隔或训练信号格式。
在其他示例性具体实施中，除探测之外，请求的探测框架的效率可用于精简或支持其他联网应用(例如，运动跟踪、建筑物自动化等)。在一个示例中，波束成形器与请求的探测框架的波束成形接收端之间的传输可适于有效地同步站点之间的定时、测距功能等。
图1A-B示出了WLAN信道探测和波束成形通信的现有示例。图1A示出了带有从识别一个或多个站点节点的WAP发送的间歇性探测分组的信道探测，从该一个或多个站点节点请求现有探测反馈。传统的探测分组包括多个元素，包括带有探测分组(例如，NDP探测分组)的通告分组。对来自接收方站点节点的每个间歇性探测分组的响应包含对接收方站点节点与站点节点之间的信道的特性进行量化的详细信息。发射器处理该详细信息。无论是从具有单个天线还是多个天线的设备发送，探测分组都表现出RF信号强度以允许接收方设备识别链路信道特性。
在图1A中，WAP 102被示出为建立分别与位置100内的无线站点节点108和无线站点节点112的通信链路120和通信链路140。每个链路对交换能力(例如，链路120上的122A-B和能力交换，链路140上的142A-B)。在该交换期间，交换每个设备的天线的数量、流的数量、编码和波束成形支持能力。接下来，发生初始显式探测请求和响应，链路120上的122C-D和链路140上的142C-D。探测分组使用射频(RF)信号强度104发送。在接收到探测分组时，接收方站点确定引起链路信道的探测传输的振幅和相位的变化，例如衰落、衰减和相移，并且将这些信道特性的标记作为详细的探测反馈响应分组122D传递。如142D所示，返回到WAP，其中它们立即用于建立后续数据通信的波束成形，如图1B所示。
IEEE 802.11n和802.11ac标准支持完全兼容的WLAN节点所需的信号处理中越来越高的复杂度，包括用于聚焦用户数据通信的波束成形能力。根据这些标准中的任一个标准，完全兼容的WLAN节点的许多能力之一是将发射通信的信号强度集中到接收设备的能力。这样做需要多个天线和用于单独地控制在其上传输的通信信号的相位和振幅的装置。被称为空间映射器的WAP或站点的基带部件将每个天线的单独通信流与在先前的信道探测期间确定的转向矩阵(也称为波束成形矩阵)一起作为输入，如图1A所示。该转向矩阵包含对应于对每个天线的通信流的离散相位和振幅调节的复系数，这些复系数向从所有天线发射的信号的复合信号提供所需的聚焦信号强度。用于后续传输的转向矩阵从先前的探测中导出，如图1A所示。
在图1B中，示出了WAP使用探测反馈来建立与其链路伙伴(例如，站点108、站点112)的后续数据通信。基于发射器和接收器所支持的能力，使用详细探测反馈来建立后续波束成形的数据通信。波束成形提高所接收的信号强度，并且通过使用在详细探测反馈响应分组中获得的CSI(参见例如图1A的122D、142D)，通过从发射天线中的每个发射天线发射的信号的相位和/或振幅的独立变化来实现，该信号共同地将发射功率覆盖区导向预期的接收方站点。
通常响应于每个探测分组来接收详细探测反馈响应分组。在时间t0处示出WAP102使用多个天线在到站点112的链路140上对下行链路数据通信分组142E进行波束成形105A。随后，在时间t1处示出WAP 102在到站点112的链路120上对下行链路数据通信分组122E进行波束成形105B。
图2A-D示出了探测和分组图的现有示例。图2A示出了现有的探测图。无线通信协议规定分组标头包括具有已知序列的各种前导码字段，以允许接收站点将接收与分组边界同步以确定所接收的信道。WAP的典型操作包括发射器和接收器探测序列，该发射器和接收器探测序列以可周期性地(例如，以100毫秒间隔)发送以开始探测序列的一对分组(例如，通告和NDP)开始，之后是短帧间空间(SIFS)和探测响应。在探测序列期间，探测一个或多个下游链路或上游链路以确定它们的信道特性，并且使用来自探测的反馈中的CSI，确定经受测深的每个链路的波束成形矩阵。探测基于每个链路执行，并且还可以是下行链路探测或上行链路探测。每个链路的探测反馈不同。在基于争用的间隔期间，载波监听多路访问(CSMA)用作介质接入控制(MAC)方法，以允许任何站点获得对信道的控制并且将其上的上行链路用户数据通信发送到发射器202。
常规的显式探测协议使发射器202发送带有通告帧211、空数据分组(NDP)212帧和响应帧的探测分组，如图2A和2B的200A、200B和201C所示。传统的探测分组包括一对分组，其中NDPA 211分组在NDP 212分组之前，并且识别被请求与波束成形器(例如，发射器202)共享由波束成形接收端(例如，接收站点208)执行的信道分析(例如，CSI)的接收站点208。
在该对分组中，NDPA 211指示哪些站点将响应于下一个NDP 212探测帧并且描述NDP帧尺寸。在NDPA 211之后，发射器202将探测NDP 212作为待由所识别的接收站点208处理的广播发送。响应于接收到NDP 212广播，所识别的波束成形接收端执行一系列步骤以测量RF信道特性，处理并且生成带有信道测量结果的转向矩阵作为详细探测反馈响应分组250的一部分。在波束成形接收端接收站点208完成一系列步骤之后，站点208用详细探测反馈响应分组250对NDPA 211和NDP 212进行响应。
图2B是用于顺序探测和数据通信的显式探测的现有探测图200B和201B。发射器202与站点208之间以及发射器202与站点209之间的链路信道的显式探测在200B和201B中示出。探测序列包括发射器202发送该对探测分组NDPA 211和NDP 212，并且作为响应，目标站点208(在大量处理260之后)发回压缩的详细探测反馈响应分组250A。发射器然后必须及时发送报告轮询分组213以提示下一个站点209，从该站点请求详细探测反馈的生成。
NDP分组212的标头包含用于信道估计的普遍存在的前导码字段，在IEEE802.11ac标准的情况下，该前导码字段被识别为图2C的VHT-LTF字段。VHT-LTF字段(例如，信道估计或探测字段)包含用于由接收器站点208进行MIMO信道估计的长训练序列。然后需要每个接收方站点207、208、209确定调节用于发射器202的后续MIMO传输的相位和振幅所需的对应波束转向矩阵，以便更新在接收站点处的接收信号强度。
需要每个波束成形接收端站点207、208、209来执行NDP 260的大量处理，以通过在H矩阵上为需要大量处理资源(例如，功率、时间、处理器周期、存储器等)才能完成的每个子通道或音调执行奇异值分解(SVD)，基于矩阵来确定详细探测反馈。通过缩放SVD的sigma L矩阵来导出信噪比(SNR)矩阵。然后，每个站点等待发射器发送另一个分组(例如，报告轮询213)以提示响应，然后波束成形接收端站点才响应于每个报告轮询213发送单个详细探测反馈。即，第一目标站点208仅在被提示时用包含CSI(例如，有效载荷)的详细波束成形反馈分组250B作出响应。如果接收站点是符合IEEE 802.11n的，则详细反馈是链路信道矩阵H的形式。如果接收站点是符合IEEE 802.11ac的，则详细反馈是实际一体波束转向矩阵V和每音调对角矩阵SNR的形式。初始探测所针对的任何其余站点在被报告轮询213要求这样做时用其自身链路的波束转向矩阵进行响应。然后下一个站点209用压缩的详细探测反馈响应分组251B进行响应。在探测之后，在已探测的一个或多个链路上发送用户数据的通信恢复和下行链路通信。由于每个站点207、208、209响应于每个发射器请求而发送详细的探测反馈，因此消耗相当大的带宽以保持具有频繁探测序列的大量站点。
响应于每个附加的探测分组211和212，波束成形接收端209可发送附加的详细波束成形反馈分组251B、252B等。在一些方法中，波束成形接收端209可响应于每个提示(例如，报告轮询213)而发送附加的详细波束成形反馈分组251B、252B。
使用基于相关联的波束成形矩阵的预编码来发送用户数据分组266(例如，媒体访问控制(MAC)服务数据单元(MSDU)或协议数据单元(MPDU))。发射器202恢复在已经被探测的链路上发送用户数据分组266。发送详细的探测反馈响应分组250A和251B所需的时间和开销消耗大量的处理和传输资源。
图2C是用于信道估计的具有前导码字段的发射器分组的现有分组图。图2C包括分组240和传输每个字段所需的对应的符号间隔(SI)。标头包括含有L-STF、L-LTF和L-SIG字段的传统(legacy)部分，以及含有VHT-SIGA、VHT-STF、VHT-LTF和VHT-SIGB字段的非常高的吞吐量部分。有效载荷部分不包含用户数据。传统的(L)、长(LTF)和短(STF)训练和信号(SIG)字段与仅支持IEEE 802.11n或更早标准的站点兼容。其余信号和训练字段旨在用于非常高的吞吐量(例如，符合IEEE 802.11ac的设备)。VHT-SIGA字段包含有关MCS和探测流的数量的信息。VHT-STF字段用于自动增益控制(AGC)。VHT-LTF字段(例如，信道估计)包括由接收器用于MIMO信道估计的长训练序列。
图2D是作为发射器202的接入点与一个或多个站点208、209之间的探测信道的图。接入点和站点可以是包括发射器和接收器两者的收发器，该发射器和接收器被组合并且共享公共电路或单个外壳。接入点和站点还可以是在发射与接收功能之间具有单独电路的发射器-接收器。波束成形器通常包括用于发射器和接收器的多个天线，而波束成形接收端可与单个天线或多个天线一起工作。
在接入点发射器202是波束成形器探测波束成形接收端站点209的示例中，探测信道可被描述为具有从波束成形器接入点202到波束成形接收端站点209的前向信道220和从波束成形接收端站点209到波束成形器接入点202的反向信道221两者。如图2A和2B所示，波束成形器接入点202传统上经由波束成形接收端站点209接收的前向信道220发送带有NDPA通告211和NDP探测212的一对探测分组。传统上，波束成形站点209在处理该对探测分组之后，然后经由反向信道221发送详细的探测反馈250A、250B或251B。
多个站点208、209也可以彼此探测，例如在网状网络中。在站点208是波束成形器探测波束成形接收端站点209的示例中，探测信道可被描述为具有从波束成形器站点208到波束成形接收端站点209的前向信道230和从波束成形接收端站点209到波束成形器站点208的反向信道231两者。因此，波束成形器站点208经由波束成形站点209所接收的前向信道230发送具有NDPA通告211和NDP探测212的一对探测分组。传统上，波束成形接收端站点209在处理该对探测分组之后，然后经由反向信道231发送详细的探测反馈。
传统的显式探测需要波束成形器将多个分组发送到波束成形接收端，然后波束成形接收端必须处理多个分组中的每个分组以生成详细的探测反馈，然后在提示时返回该详细探测反馈。多个分组消耗前向信道220的空中时间，从而防止发射器使用这些通信资源将实际用户数据递送到其他站点。详细探测反馈消耗大量的处理周期(例如，260)、波束成形接收端的功率和反向信道231的带宽。具有有限资源的波束成形接收端站点的规则探测序列可降低此类站点的实用性和有效性。此外，对于具有许多站点的网络，用多个分组和详细探测反馈进行探测浪费带宽并且干扰接入点，使其无法有效地协调服务来满足不断增长的站点需求。此外，响应于从波束成形器接收到附加提示而发送附加的详细探测反馈分组。
图3示出了根据示例性具体实施的示例性请求的探测波束成形器过程的流程图。请求的探测框架允许波束成形器在用于具有不同能力和可配置探测特性的若干波束成形接收端站点的协调方案中发起请求的探测过程。请求的探测框架还协调波束成形接收端站点以利用信息自动更新波束成形器，从而准确地对用户数据进行预编码，而无需波束成形器发送重复的更新请求或更新提示。
波束成形器过程可在步骤310处开始以确定一个或多个波束成形接收端的探测控件。在示例性具体实施中，探测控件可包括探测调度指令、训练选项和站点信息，如参照图4-8所讨论的。由于请求的探测框架最初由波束成形器发起，因此它可协调若干波束成形接收端中的多个探测序列，并且减少波束成形接收端所需的探测处理开销。请求的探测框架为探测提供改善的传输开销，并且需要波束成形接收端的最小处理资源。
探测调度表和训练选项可基于通信参数，例如波束成形接收端的能力(例如，波束成形、MIMO等)、业务类型(例如，网络浏览、视频流、视频会议等)或定位参数(例如，移动、停留时间等)。在示例性具体实施中，探测调度使得波束成形器能够指示波束成形接收端以协调方式以预定探测间隔发送多个专用训练信号，并且避免发送多个探测触发请求。波束成形接收端接收带有探测指令的探测触发并且提供初始专用训练信号响应，该初始专用训练信号响应不需要波束成形接收端的有效载荷或大量处理。波束成形接收端可存储指令并且执行调度表以提供附加的专用训练信号，而无需接收附加的探测触发或提示。例如，波束成形器可确定探测控件包括具有针对先前接收到视频会议业务量数据的接收器的短时间间隔的探测调度表。
在320处，波束成形器过程基于探测控件将探测触发传输到一个或多个波束成形接收端。例如，单个探测触发可以是不在通告帧之前的空数据分组轮询帧。与传统的显式探测技术不同，请求的探测使得波束成形器能够基于单个探测触发而不是NDPA和NDP来触发重复信息。
在330处，波束成形器过程响应于探测触发而从一个或多个波束成形接收端接收至少一个专用训练信号。在请求的探测中，波束成形接收端不测量来自所接收的探测触发的信道信息。由波束成形接收端发送的一个或多个专用训练信号由探测触发来触发，但专用训练信号不需要与探测触发的传输相关联的测量。例如，专用训练信号可以是没有探测数据有效载荷的空数据分组。
在340处，对于每个所接收的专用训练信号，波束成形器过程执行步骤350和步骤360以估计前向信道状态信息。在步骤350处，波束成形器过程通过测量所接收的专用训练信号来计算反向信道的CSI。在360处，根据发射器的前端参数的表征，波束成形器过程从反向信道的CSI导出前向信道的CSI。在一个示例性具体实施中，波束成形器过程可在370处使用所估计的前向CSI来传输使用具有从所估计的CSI导出的预编码的预编码分组的后续分组。波束成形器过程针对每个接收专用训练信号重复至少步骤350和步骤360。因此，与传统的探测方法相比，请求的探测框架需要更少的波束成形接收端处理和更少的带宽。
图4A示出了根据示例性具体实施的示例性探测请求方系统的图。请求方系统410包括触发发生器415、调度器420、训练选项模块430和用于将探测触发传输到一个或多个波束成形接收端的波束成形接收端管理器440。在一个示例性具体实施中，触发发生器415可创建探测触发，该探测触发包括探测控件，诸如探测调度指令、训练选项和用于一个或多个接收器的站点信息。例如，波束成形接收端用于格式化专用训练信号的训练选项可包括重复符号、部分带宽、多个位，等等。
触发发生器415使用波束成形接收端管理器440来确定用于探测触发的站点信息，包括响应于探测触发的接收器列表。波束成形接收端管理器440可确定要从发射器接收探测触发的站点的特性。在一些示例中，站点可与发射器相关联，使得已经尝试或成功完成成功的握手或认证过程。波束成形接收端管理器440还可以推断特性或者将标识符分配给与发射器不相关或认证的站点。在一些具体实施中，波束成形接收端管理器440使用数据存储库402或分析器模块470来跟踪或预测站点的特性。例如，波束成形接收端管理器440可确定站点标识符(ID)、站点能力、站点类型、业务/服务类型、位置信息、预测停留时间等。此外，波束成形接收端管理器440可使用所捕获的MAC地址信息来确定标识符或将标识符分配给站点。使用波束成形接收端管理器440，触发发生器415可在探测触发中包括针对不同接收器的指令。
在示例性具体实施中，触发发生器415可在探测触发中包括针对不同接收器的不同调度指令。波束成形接收端管理器440执行用于协调和更新请求方系统410的其他模块的操作的功能。例如，波束成形接收端管理器440与调度器420一起工作以生成与探测触发相关联的一个或多个接收器的列表。
调度器420可以为各个目标接收器或接收器组生成调度指令以便以协调方式提供专用训练信号。例如，调度器420可生成用于不同接收器的调度指令，以响应于在不同空间流处的探测触发同时进行响应。如本文参考图5进一步讨论的，合成器系统410可创建各种调度配置。
在示例性具体实施中，触发发生器415可包括用于接收器组的探测触发中的调度指令并且/或者允许组中的接收器确定协调的响应时间或间隔。波束成形接收端管理器440可识别接收器的组，并且调度器420根据本文参照图3-5所讨论的波束成形器过程来为该组生成探测指令。
在示例性具体实施中，触发发生器415可在探测触发中包括用于由一个或多个接收器格式化专用训练信号的训练选项。波束成形接收端管理器440可与训练选项模块430一起操作以生成用于不同接收器的指令，以便用特定格式或通信方式(例如，重复符号、空间流、部分带宽、多个位等)的专用训练信号来响应探测触发。训练选项模块430还可基于发射器的特性、观察到的网络行为或性能、环境因素、反馈质量等来配置探测触发中的一组训练选项。
触发发生器415为一个或多个接收器生成探测触发以请求具有最小开销的专用训练信号。响应于单个探测触发，请求方系统410可从单个接收器和/或多个不同接收器接收多个专用训练信号。
请求方系统410包括前端控制器445、专用训练信号跟踪器模块450、反向信道CSI模块455、校准模块460和用于处理所接收的专用训练信号的预编码器465。
前端控制器445和专用训练信号跟踪器模块450可与波束成形接收端管理器440一起操作以处理同时接收的多个专用训练信号。例如，前端控制器445可以不同的空间流同时接收多个专用训练信号，专用训练信号跟踪器模块450可将所接收的专用训练信号排列，并且基于来自波束成形接收端管理器440的信息将它们与站点配置文件或站点信息相关联。
专用训练信号跟踪器模块450处理所接收的专用训练信号，以从每个专用训练信号测量信道信息，并且反向信道CSI模块455根据所测量的专用训练信号信息来计算反向信道的CSI。校准模块460利用来自前端控制器445的发射器的特性从反向信道CSI导出前向信道的前向CSI。发射器的来自前端控制器445的特性可基于发射器的特定硬件或软件配置，诸如制造过程差异、设计参数、RF硬件和频带到天线的发射时间或延迟、多个发射链之间的延迟差异等。预编码器465然后使用从前向CSI导出的预编码用于经由前向信道到相关联的接收器的后续传输。
合成器系统410的示例性具体实施还可包括分析器470、映射器475和定时器模块480。分析器470可跟踪与每个站点的业务量，以生成用于预测探测触发的最佳配置的历史信息。例如，基于站点的历史使用调度表或移动，分析器470可响应于单个探测触发向调度器420指示用于调度重复专用训练信号的最佳时间间隔。
映射器475可优化与不同能力的站点的探测通信。例如，映射器475可与前端控制器445协调以从支持多用户MIMO(MU-MIMO)的接收器、波束成形接收器等接收专用训练信号。定时器480通过利用请求的探测触发和专用训练信号响应来支持具有最小开销的测距操作。例如，定时器480可与训练选项模块430一起使用，以请求来自接收器的具有专用训练信号的时间戳反馈以执行测距操作，从而避免或减少发射器的附加触发或请求。
图4B示出了根据示例性具体实施的示例性探测触发帧的图。示例性探测触发411包括发起程序416，该发起程序为用于指示接收器用专用训练信号进行响应的前导码。探测触发411是被传输的单个帧，并且至少包括前导码发起程序416而没有任何通告分组。即，探测触发411不是一对分组的一部分或者在其之前是通告分组(例如，NDPA分组)。
探测触发411可包括由调度器420创建的调度信息421，该调度信息例如允许对单个探测触发411的重复响应。调度信息421的类型可包括时间间隔421A、探测位置421B、分组长度421C、终止符421D，等等。
调度表421的时间间隔421A指示波束成形接收端在接收到单个探测触发411之后发送专用训练信号的频率。对于接收单个探测触发411的不同波束成形而言，合成器系统410可基于时间周期、网络条件等将时间间隔421A配置为静态或动态的。例如，调度表421的静态时间间隔421A可指示波束成形接收端根据时间帧(例如，每100微秒)一致地重复发送专用训练信号。调度表421的动态时间间隔421A可指示波束成形接收端以突发的形式在时间帧内或根据定时因子、条件、特定信道活动等间歇地重复发送专用训练信号。
探测位置421B可用于指示波束成形接收端何时将根据相对位置或限定位置发送专用训练信号。波束成形接收端用于发送专用训练信号的探测位置421B可与响应于探测触发411的一个或多个其他波束成形接收端相关(例如，顺序、位置、等级、组、时隙等)。例如，探测触发411可被发送到波束成形接收端列表，并且探测位置421B指示列表中的每个波束成形接收端的序列以传输专用训练信号。波束成形接收端可通过重新启动序列来重复发送专用训练信号，而无需接收另一个探测触发411。在另一个示例中，探测位置421B指示波束成形接收端中的每个波束成形接收端的协调时间位置(例如，基于时间标度、参考时间等)以成组地或在不同时间重复发送专用训练信号，而无需接收另一个探测触发411。
在一些具体实施中，探测位置421B指示波束成形接收端通过根据探测触发411的分组长度421C监听信道来重复发送专用训练信号。例如，波束成形接收端可监测信道以监测到来自另一波束成形接收端的前导码或对从其他波束成形接收端听到的传输次数进行计数，基于探测位置421B确定先前的波束成形接收端，并且根据分组长度421C来计算在先前的波束成形接收端之后传输的时间。
调度表421可包括终止符421D以指示或发信号通知波束成形接收端中的一个或多个波束成形接收端停止或暂停发送附加的专用训练信号。在一些具体实施中，终止符421D与第一探测触发411一起发送，以指示波束成形接收端中的一个或多个波束成形接收端何时停止或暂停发送专用训练信号。例如，终止符421D可指示待发送的多个专用训练信号，而无需接收另一个探测触发。终止符421D还可以指示在一段时间或条件(例如，调度表到期)之后暂停发送专用训练信号。其他具体实施可包括带有终止符421D的第二探测触发411，该终止符发信号通知停止或暂停发送专用训练信号。探测触发411可包括用于每个目标波束成形接收端、目标波束成形接收端的子组或所有响应波束成形接收端的终止符421D。在另一个示例中，探测触发411可包括训练选项431，这些训练选项由训练选项模块430配置成例如指示接收器如何格式化或定制专用训练信号。训练选项431的类型可包括精确参数431A、格式431B、定时选项431C、空间流431D，等等。
例如，精度参数431A可指示为在接收器处平均而在VHT-LTF中重复符号的频率。在一个示例中，定时选项431C可指示所测量的传入分组的到达时间和所测量的传出分组的离开时间。训练选项431可包括与支持MU-MIMO的接收器一起使用的空间流431D配置。其他示例性训练选项431可包括如本领域所理解的可配置格式431B元素。
探测触发411还可以包括由波束成形接收端管理器440协调的站点信息441，以使得例如多个接收器能够响应于单个探测触发411。站点信息441的类型可包括站点列表441A、站点标识符441B、MAC地址441C、站点能力441D，等等。
如本文所述的请求的探测的示例性具体实施可使用探测触发411，该探测触发包含发起程序416并且另外不包括本文所述的调度信息421、训练选项431和/或站点信息441中的任何一者、或者包括其中的一些或全部。
图5A-H示出了根据各种示例性具体实施的请求的探测的示例性序列。图5A示出了针对目标站点508A请求的探测的示例性序列500A和501A。请求的探测过程可由接入点502A发起以探测用于与站点508A通信的信道。在图5A的500A和501A所示的示例性具体实施中，接入点502A通过发送NDP轮询510A作为识别接入点502A和目标接收方站点508A的探测触发来发起请求的探测。
响应于接收到NDP轮询510A，站点508A将NDP 550A发送至接入点502A。NDP 550A在NDP轮询510A的第一间隔(例如，短帧间空间(SIFS)或SIFS的一部分)内发送。接入点502A在用于接收专用训练信号的预先确定的响应周期期间保留信道。该NDP 550A响应分组是没有可被处理来估计从站点508A到接入点502A的反向方向上的反向信道信息的用户数据的示例性专用训练信号。接入点502A使用基于NDP 550A导出的反向信道信息来估计前向CSI，以确定用于调节由接入点502A到目标站点508A的后续MIMO传输的前向信道预编码(例如，用户数据566A)的对应的链路矩阵。
图5B示出了根据各种示例性具体实施的请求的探测突发的示例性序列500B、501B和503B。在示例性具体实施中，请求的探测可包括单独的探测触发NDP轮询510B，以请求来自单个站点508B的一个或多个专用训练信号(例如，NDP 550B、551B、552B)，如图5B的序列500B和序列501B所示。波束成形器可发送附加的NDP轮询511B以更新(例如，添加、改变、修改、取消等)由先前的NDP轮询510B指示的用于单个站点508B的指令。
请求的探测框架通过指示波束成形接收端随时间推移发送多个专用训练信号而无需附加提示来实现改善的数据通信质量，使得波束成形器可使用多个专用训练信号来重新探测具有更新的CSI的链路。此外，波束成形器可发送另一个探测触发以保持与一个或多个波束成形接收端的协调的探测序列，从而有效地保持网络内的通信链路。例如，波束成形器可发送另一个探测触发以考虑传输质量、网络资源、波束成形接收端中的一个或多个波束成形接收端的性能的变化。在一个示例中，随着数据通信降级，波束成形器可发送另一个探测触发以更新由先前的探测触发指示的探测间隔或训练信号格式。
在另一个示例性具体实施中，请求的探测突发可包括单独的探测触发NDP轮询510B和511B，以从不同站点508B、509B请求一个或多个专用训练信号(例如，NDP 550B、551B、552B)，如图5B的序列500B和序列503B所示。根据各种示例性具体实施，探测触发NDP轮询510B和511B可被发送到一个或多个站点508B、509B。即，NDP轮询510B可被引导至第一站点508B，并且NDP轮询511B可被引导至第二站点509B。在另一个示例中，NDP轮询510B和NDP轮询511B可被引导至第一站点508B和第二站点509B两者。此外，NDP轮询510B可被引导至第一站点508B并且NDP轮询511B可被引导至第一站点508B和第二站点509B两者。另选地，NDP轮询510B可被引导至第一站点508B和第二站点509B两者，并且NDP轮询511B可被发送来更新站点中的一个站点(例如，第一站点508B)的探测指令。
请求的探测过程由接入点502A发起以利用多个探测触发NDP轮询510B和511B来探测多个不同站点508B、509B。在图5B所示的示例性具体实施中，接入点502B通过将第一NDP轮询510B发送到第一站点508B来发起请求的探测，并且在用于探测第一NDP轮询510B的第一间隔内接收第一NDP 550B。在从第一站点508B接收第一专用训练信号之后，接入点502B可通过发送第二NDP轮询511B来发起另一个请求的探测并且从第二站点509B接收第二NDP551B。
第一NDP轮询510B和/或第二NDP轮询511B可包括用于相应站点508B和/或站点509B发送附加的NDP 552B响应而无需接收附加的NDP轮询的调度表。接入点502B使用每个所接收的NDP 550B、NDP 551B和NDP 552B来估计基于每个NDP导出的用于探测相关联的站点508B或509B的前向CSI。在图5B所示的另一个示例具体实施中，第一NDP轮询510B可用于从目标站点508B请求一个或多个专用训练信号作为NDP 550B响应。基于所接收的NDP550B，接入点502B根据发射器的射频前端的特性而从反向信道CSI导出前向信道的前向CSI，并且用从前向CSI导出的预编码对后续分组进行预编码以用于传输。
NDP轮询510B可包括用于目标站点508B发送附加NDP而无需附加的NDP轮询的指令。接入点502B还可以向目标站点508B发送另一个NDP轮询511B以改变(例如，修改、替换、取消等)由先前的探测触发(例如，第一NDP轮询510B)指示的指令。第二NDP轮询511B可用于更新用于请求由发送到一个或多个接收方的先前的NDP轮询510B指示的一个或多个专用训练信号的参数。
图5C示出了针对一系列专用训练信号响应的请求的探测的示例性序列。在示例性具体实施中，NDP轮询510C可包括用于目标站点508C发送一系列NDP 550C、551C、552C而不发送附加NDP轮询的指令。
在图5C所示的示例性具体实施中，第一NDP 550C可由站点508C发送到接入点502C作为对来自接入点502C的NDP轮询510C的初始响应。目标站点508C可基于包括在NDP轮询510C中的指令发送附加的专用训练信号NDP 551C和NDP 552C。为了接收附加的NDP 551C和NDP 552C，接入点502C可保持定时器以预料何时预期附加的专用训练信号并且保留信道。
例如，基于满足阈值条件、外部测量资源、预测等，NDP轮询510C可包括与目标站点508C协调何时以固定或可变间隔、时间窗口预期一系列NDP 550C、551C、552C的指令。因此，接入点502C可基于单个NDP轮询510C来接收一系列NDP 550C、551C、552C。
图5D示出了针对来自一个或多个站点550D、551D、552D的一系列专用训练信号响应的请求的探测的示例性序列。在示例性具体实施中，NDP轮询510D可包括指示多个不同站点507D、508D、509D用于发送多个550D、551D、552D而无需附加的NDP轮询的调度表的指令。在图5D所示的示例性具体实施中，NDP轮询510D可包括指示站点507D、508D、509D中的每一者发送NDP 550D、551D、552D时的响应间隔、探测位置等的调度表。
NDP轮询510D是识别请求的探测的接入点502和目标接收站点508的探测触发。在NDP轮询510D被发送至不止一个站点的情况下，站点507D、508D、509D可使用在来自探测触发510D的指令中列出接收方站点的顺序来控制用于发送NDP 550D、551D、552D的顺序或位置。例如，NDP轮询510D可包括具有站点507D、508D、509D中的每个站点的顺序或探测位置的列表。站点507D、508D、509D可根据顺序或调度表向接入点502D重复发送NDP 550D、551D、552D，直到调度表到期、发送终止命令、接收到新的NDP轮询或站点507D离线。
例如，由NDP轮询510D指示的调度指令可分配站点507D以相对于NDP轮询510D在SIFS内发送第一NDP 550D，分配站点508D以相对于第一NDP 550D在SIFS内发送另一个NDP551D，以及分配站点509D以相对于第二NDP 551D在SIFS内发送第三NDP 552D。
在另一个示例性具体实施中，NDP轮询510D可发起多个不同的站点507D、508D、509D以发送多个NDP 550D、551D、552D而无需附加的NDP轮询，其中不同的站点507D、508D、509D确定何时发送NDP 550D、551D、552D中的每一者。例如，NDP轮询510D可由多个不同站点507D、508D、509D接收，并且每个站点可监测网络信道以监测到响应于探测触发来自其他接收器的其他专用训练信号的前导码。
在该示例中，站点507D可以开始用NDP 550D对NDP轮询510D进行响应，并且站点508D可监测网络信道并且监听NDP 550D的前导码。站点508D可通过监听NDP 550D的前导码来计算NDP 550D的分组长度。基于分组长度，站点508D可确定信道何时将变为可用来下一次传输接入点502D，并且然后在信道可用时传输NDP 551D。
又如，站点507D和站点508D可在发送NDP之前竞争介质。例如，站点507D和站点508D各自可尝试传输，检测到信道繁忙，并且在尝试再次传输之前等待一定量的时间(例如，争用窗口)。响应于第一站点508D检测到信道可用，NDP 551D被传输，而站点507D在尝试传输之前等待另一时间量。然后，在另一时间量之后，如果第二站点507D检测到信道可用，则传输NDP 550D。
如上所述，NDP 550D、551D、552D响应分组为不具有可被处理来估计在从站点507D、508D、509D中的每一者到接入点502D的方向上的反向信道信息的用户数据的专用训练信号。然后，针对每个所接收的NDP 550D、551D、552D，接入点502D估计基于相应的NDP导出的前向CSI，以确定调节由接入点502到相关联的目标站点的后续MIMO传输(例如，用户数据566)的前向信道预编码所需的对应的链路矩阵。
图5E示出了具有可变响应调度表的请求的探测的示例性序列。接入点502E可将NDP轮询510发送至多个不同的站点507E、508E、509E或站点组，并且在响应窗口(例如，网络分配向量(NAV)524)内接收到多个NDP(例如，550E、551E、552E)。
接入点502E可与响应于探测触发的站点建立响应窗口坐标以传输未响应站点并且阻止其尝试在信道上进行传输。例如，NAV 524提供虚拟载波监听机制以通过发信号通知网络上的站点信道在指定争用周期内不可用或繁忙来控制网络接入。不响应于NDP轮询510E的站点监听无线介质并且使用持续时间字段来设置它们的NAV以指示其必须推迟访问介质的时长。
响应站点507E、508E、509E可基于NDP轮询510E的调度指令在不同时间(例如，T1、T2、T3等)进行响应。请求的探测框架支持如本文所述的各种调度方案。例如，NDP轮询510E可指示相对于其他接收器站点的探测位置，并且每个站点507E、508E、509E可基于探测位置来确定一个或多个响应时间以在所计算的响应时间传输一个或多个专用训练信号。又如，站点507E、508E、509E可通过基于NDP的分组长度来确定响应时间来协调顺序地发送多个NDP550E、551E、552E。每个站点507E、508E、509E可监测信道监听以监测到来自站点中的另一个站点的NDP的前导码以确定NDP的分组长度。根据所确定的NDP的分组长度，第二站点508E可根据参考时间(诸如最后检测到的NDP前导码)来计算响应时间T2。
图5F示出了利用上行链路MU-MIMO通信的请求的探测的示例性序列。具有用于上行链路MU-MIMO通信的前端RF功能参数的接入点将可用带宽拆分成均等地共享介质的单独的单独流(即，空间流)。利用上行链路MU-MIMO，接入点可通过同一组OFDM音调同时从两个或更多个站点接收不同的数据。MU-MIMO接入点通过发射器的前端参数(例如，多个发射链和接收链、天线等)来表征，其中天线阵列的每个链路的发射和接收容量高达n×m个通信流。
在示例性具体实施中，NDP轮询触发510F可请求多个支持MU-MIMO的站点506F、507F、508F、509F以同时将单独空间流上的NDP(例如，NDP STA1、NDP STA2…NDPN-1、NDPN)发送到支持MU-MIMO的接入点502F。NDP轮询触发510F可以为每个站点506F、507F、508F、509F指示或分配目标空间流以传输相应的NDP(例如，NDP STA1、NDP STA2…NDPN-1、NDPN)，因此接入点502F同时接收每个响应。NDP轮询触发510F还可以被站点506F、507F、508F、509F用作时间基准点以协调多个NDP(例如，NDP STA1、NDP STA2…NDPN-1、NDPN)在不同空间流上的同时传输，使得支持MU-MIMO的接入点502F可以适当地处理NDP(例如，NDP STA1、NDP STA2…NDPN-1、NDPN)以估计前向信道信息。
在图5F所示的示例性具体实施中，第一NDP STA1可由站点506F在第一空间流上发送，第二NDP STA2可由站点507F在第二空间流上发送…NDPN-1可由站点508F在空间流N-1上发送，NDPN可由站点509F在空间流N发送，并且最多至接入点502F所指示的可用空间流的数量。
图5G示出了用不同类型的站点请求的探测的示例性序列。在图5G所示的示例性具体实施中，NDP轮询510G可请求被分组为发送专用训练信号的多个不同站点。在一个示例中，不同站点(例如，506G-50NG)可基于其能力进行分组并且被调度为在不同的时间发送NDP。
例如，NDP轮询510G可指示第一组支持MU-MIMO的站点506G至50NG在第一响应间隔内在单独的空间流上同时发送NDP(例如，NDP STA1、NDP STA2…NDPN-1、NDPN)，并且进一步指示第二组支持波束成形的站点508G和509G在响应间隔之后顺序地发送NDP 552G、553G。示例性具体实施可包括如本文所讨论的不同调度和训练选项的组合。
图6示出了根据示例性具体实施的示例性请求的探测波束成形接收端过程的流程图。针对波束成形接收端的请求的探测过程600可包括在615处从无线发射器接收探测触发并且响应于探测触发650而发射至少一个专用训练信号。在一个示例中，在655处，波束成形接收端接收具有从至少一个专用训练信号的CSI信息导出的预编码的后续分组。
在示例性具体实施中，在625处，波束成形接收端确定用于传输的响应时间。波束成形接收端可处理单个探测触发以提供多个专用训练信号，所述多个专用训练信号用于确定对经由前向信道从发射器发送的后续分组的预编码。波束成形接收端可通过例如立即响应、使用基于争用的传输、从存储器调用调度表、监测信道以监测到来自其他站点的信息等来确定在没有探测调度的情况下进行传输的响应时间。
波束成形接收端还可以在620处处理探测触发以设置用于提供附加专用训练信号的调度器并且配置专用训练信号。在一个示例性具体实施中，无线接收器在615处接收探测触发，该探测触发指示625处的探测调度表和用于专用训练信号的格式的训练选项。波束成形接收端存储探测调度表并且基于探测调度表来计算一个或多个专用训练信号中的每个专用训练信号的响应时间。
在一个示例性具体实施中，来自一个或多个波束成形接收端的至少一个专用训练信号包括响应于探测触发来自相关联的波束成形接收端的多个专用训练信号。探测触发指示来自相关联的波束成形接收端的附加的专用训练信号的探测调度表，并且基于该探测调度表以定时间隔接收来自相关联的波束成形接收端的多个专用训练信号
在635处，波束成形接收端还可以基于来自探测触发的训练选项来格式化专用训练信号。在一个示例中，波束成形接收端可通过监测响应于探测触发来自其他接收器的其他专用训练信号的前导码的网络业务量来确定发送专用训练信号的时间。然后波束成形接收端可基于其他专用训练信号来导出专用训练信号的分组长度，并且基于该分组长度来确定响应时间。
在另一个示例中，在探测触发可指示相对于其他接收器的探测位置的情况下，波束成形接收端基于探测位置来计算一个或多个响应时间，并且以所计算的响应时间来传输一个或多个专用训练信号。
图7A-B示出了根据示例性具体实施的带有定时反馈的请求的探测的示例。在其他示例性具体实施中，波束成形接收端可使请求的探测框架适应于精简或支持除探测之外的其他联网应用(例如，运动跟踪、建筑物自动化等)。在一个示例中，波束成形接收端可基于所测量的输入分组的到达时间和所测量的输出分组的离开时间来确定定时反馈。然后，波束成形接收端可利用专用训练信号中的至少一个专用训练信号来传输时间戳或其他定时信息。利用专用训练信号包括附加定时反馈可有效地同步站点之间的定时、测距功能等，同时最小限度地增加波束成形接收端与波束成形器之间的传输开销。
图7A示出了带有定时反馈的请求的探测的示例性序列。在其他示例性具体实施中，站点707、708、709可使请求的探测框架适应于精简或支持除探测之外的其他联网应用(例如，运动跟踪、建筑物自动化等)。在一个示例中，站点707、708、709可确定与NDP 751、752、753一起传输到接入点702E的附加的反馈参数781、782、783。例如，站点751、752、753可确定与NDP 751、752、753一起传输的定时反馈参数781、782、783，接入点702可将这些NDP用于其他网络应用或协调，诸如有效地同步站点之间的定时、测距功能等。
NDP 751、752、753不包括用于请求的探测目的的有效载荷或用户数据。然而，附加的反馈定时反馈参数781、782、783可以可选地与NDP 751、752、753一起传输，以精简或支持除探测之外的其他联网应用(例如，运动跟踪、建筑物自动化等)。通过将附加的反馈参数781、782、783与NDP 751、752、753一起传输，接入点702可利用单个触发来发起多种功能。例如，接入点702可从附加到NDP 751、752、753的数据(例如，附加的反馈参数781、782、783)中提取或确定定时信息。波束成形器不需要附加的反馈参数781、782、783并且不需要使用这些附加的反馈参数来完成请求的探测过程。然而，通过可操作地耦接附加到NDP 751、752、753的附加的反馈参数781、782、783，可进一步减少波束成形器与波束成形接收端之间的开销传输的数量。
图7B示出了带有定时反馈的请求的探测的示例性时间序列。在示例性具体实施中，站点708基于所测量的传入分组的到达时间T1和所测量的传出分组的离开时间T2来确定定时反馈780。在一个示例中，定时反馈780可以是时间、一个或多个时间戳或其他计算的差值。当响应于NDP轮询710时，在NDP 751的传输期间，站点708可以可选地包括定时反馈780作为附加信息781。通过在NDP 751的传输期间将定时反馈780作为附加信息781传输，可利用请求的探测框架来消除或避免定时反馈780的单独的附加传输，以有效地提供附加功能。除了自来自站点708的单个传输的请求的探测之外，波束成形接收端可使得接入点702能够处理其他应用760，从而增加信道的可用性。
图8A-C示出了根据示例性具体实施的由另一个波束成形器请求的探测的示例。在示例性具体实施中，由第一波束成形器(例如，接入点802)请求的探测可使得一个或多个其他波束成形器(例如，站点808)能够估计到相同站点809的前向信道830而不发送任何探测触发。
图8A示出了根据示例性具体实施的请求的探测的示例性序列。在接入点802是波束成形器探测波束成形接收端站点809的示例中，接入点到站点(AP-STA)探测信道可被描述为具有从波束成形器接入点802到波束成形接收端站点809的AP-STA前向信道820和从波束成形接收端站点809到波束成形器接入点802的STA-AP反向信道821两者。如上所述，波束成形器接入点802可经由由波束成形接收端站点809接收的AP-STA前向信道820来发送单个探测触发。波束成形接收端站点809可响应于来自AP-STA前向信道820的单个探测触发而经由STA-AP反向信道821以所需的最小处理来发送多个专用训练信号。
在示例性具体实施中，多个波束成形器可基于单个请求的探测触发来探测一个或多个波束成形接收端。由第一波束成形器(例如，接入点802)请求的探测可使得一个或多个其他波束成形器(例如，站点808)能够估计到相同站点809的STA-STA前向信道830而不发送任何探测触发。例如，第一波束成形器接入点802可经由AP-STA前向信道820来发送探测触发，波束成形接收端站点809可以用NDP经由STA-AP反向信道821对第一波束成形器接入点802进行响应，该NDP经由STA-STA反向信道831被第二波束成形接收端站点808过度听到。
在站点808是与波束成形接收端站点809通信的波束成形器的示例中，探测信道可被描述为具有从波束成形器站点808到波束成形接收端站点809的STA-STA前向信道830和从波束成形接收端站点809到波束成形器站点808的STA-STA反向信道831。例如，如在网状网络中，除了其他组合之外，第二站点808可以为波束成形器接入点802的波束成形接收端，并且第二站点808可以为波束成形接收端站点809的波束成形器。
应当注意，波束成形器和波束成形接收端以及信道不限于接入点和站点的任何数量或组合。本文所述的示例是示例性的，并且适用于具有用于波束成形器操作的装置和/或用于波束成形接收端操作的装置的通信设备的任何组合。
在一些具体实施中，第二站点808还可以经由第二AP前向信道822从第一波束成形器(例如，接入点802)接收探测触发。在其他具体实施中，第二站点808可从第一站点809接收专用训练信号，而与从接入点802接收探测触发无关。第二站点808可以(例如，经由STA-STA反向信道831)监测用于来自波束成形接收端站点809的专用训练信号的介质，以估计STA-STA转发信道830而不发送探测触发。
波束成形器站点808可基于经由STA-STA反向信道831过度听到由波束成形接收端站点809经由AP反向信道821发送到接入点802的专用训练信号来执行对STA-STA前向信道830的探测。
图8B示出了根据示例性具体实施的基于单个请求的探测触发来探测波束成形接收端的多个波束成形器的示例性序列。在810处，接入点802经由AP-STA前向信道820向第一站点809发送探测触发。在811处，第二站点808也可以经由另一个AP-STA前向信道822接收相同的探测触发，也可以不接收相同的探测触发。
在836处，第二站点监测STA-STA反向信道831的针对专用训练信号的频率。监测STA-STA反向信道831的频率可检测在网络中的其他探测信道(例如，AP-STA前向信道820、STA-AP反向信道821、STA-STA反向信道831、另一个AP-STA前向信道822等)上广播或发送的传输。在850处，第一站点809基于探测触发经由AP反向信道821向接入点802发送一个或多个专用训练信号。在870处，第二站点808经由STA-STA反向信道831过度听到由第一站点809发送的一个或多个专用训练信号。在875处，第二站点808处理过度听到的专用训练信号以估计STA-STA前向信道830的前向CSI。在880处，第二站点808可基于STA-STA前向信道830的所估计的前向CSI，经由STA-STA前向信道830向相关联的波束成形接收端第一站点809传输后续分组。
在860处，接入点802处理所接收的专用训练信号以估计AP-STA前向信道820的前向CSI。在866处，接入点802可基于AP-STA前向信道820的所估计的前向CSI，经由AP-STA前向信道820向相关联的波束成形接收端第一站点809传输后续分组。因此，多个波束成形器可基于单个请求的探测触发来探测一个或多个波束成形接收端。
图8C示出了基于来自主要波束成形接收端的单个请求的探测触发来探测波束成形接收端的辅助波束成形器的示例性序列的流程图。辅助波束成形器过程840开始于步骤841，其中辅助波束成形器(例如，非请求波束成形器、背负式波束成形器等)将监测通信介质，如参照图8A-B所讨论的。
在842处，辅助波束成形器过程响应于由另一波束成形器(例如，主要波束成形器或请求方波束成形器)发送的探测触发来检测来自一个或多个波束成形接收端的至少一个专用训练信号。辅助波束成形器不传输探测触发。
在843处，对于每个开销专用训练信号，辅助波束成形器过程执行步骤844和步骤845以估计前向信道状态信息。在步骤844处，辅助波束成形器过程通过测量所接收的专用训练信号来计算反向信道的CSI。在845处，根据发射器的前端参数的表征，辅助波束成形器过程从反向信道的CSI导出用于前向信道的CSI。
在一个示例性具体实施中，辅助波束成形器过程可在846处使用所估计的前向CSI来传输使用带有从所估计的CSI导出的预编码的预编码分组的后续分组。对于与辅助波束成形器打算与之通信的波束成形接收端相关联的每个开销专用训练信号，辅助波束成形器过程重复至少步骤844和步骤845。因此，与传统探测方法相比，请求的探测框架需要更少的波束成形器处理和更少的带宽。
图9示出了可结合本文所述的各种示例性具体实施使用的示例性联网设备或系统的图。例如，系统915可用作上述机制或过程中的一者或多者或与上述机制或过程中的一者或多者结合使用，并且可表示处理器、一个或多个用户系统和/或本文所述的其他设备的部件。系统915可以为联网设备、路由器、服务器、膝上型计算机、移动设备、或任何常规计算机、或能够进行有线或无线数据通信的任何其他支持处理器的设备。还可以使用其他计算机系统和/或架构，这对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。
系统915优选地包括一个或多个处理器，诸如处理器925。可提供另外的处理器，诸如用于管理输入/输出的辅助处理器、用于执行浮点数学运算的辅助处理器、具有适用于快速执行信号处理算法(例如，数字信号处理器)的架构的专用微处理器、从属于主处理系统的从属处理器(例如，后端处理器)，用于双或多处理器系统的附加微处理器或控制器或协处理器。此类辅助处理器可以是分立的处理器或可与处理器925集成。
处理器925优选地连接到通信总线920。通信总线920可包括用于促进存储装置与系统920的其他外围部件之间的信息传输的数据信道。通信总线920还可提供用于与处理器925通信的一组信号，包括数据总线、地址总线和控制总线(未示出)。通信总线920可包括任何标准或非标准总线架构，诸如符合行业标准架构(ISA)、扩展行业标准架构(EISA)、微信道架构(MCA)、外围部件互连(PCI)本地总线或由电气与电子工程师协会(IEEE)发布的标准，包括IEEE 802.11、IEEE 1188通用接口总线(GPIB)、IEEE 696/S-30等。
处理器925可在本地或虚拟环境中在任何操作系统(OS)(未示出)下执行。可部署包括逻辑单元、应用编程接口(API)单元等的一个或多个应用。
系统915优选地包括主存储器930，并且还可包括辅助存储器935。主存储器930为在处理器925上执行的程序(诸如上述功能和/或模块中的一者或多者)提供指令和数据的存储。应当理解，存储在存储器中并且由处理器925执行的程序可根据任何合适的语言编写和/或编译，包括但不限于C/C++、Java、JavaScript、Pearl、Visual Basic、.NET等。主存储器930通常为基于半导体的存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)和/或静态随机存取存储器(SRAM)。其他基于半导体的存储器类型包括例如同步动态随机存取存储器(SDRAM)、Rambus动态随机存取存储器(RDRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)等，包括只读存储器(ROM)。
辅助存储器935可以可选地包括内部存储器940和/或可移除介质945，例如数字通用光盘(DVD)驱动器、其他光盘驱动器、闪存存储器驱动器等。可移除介质945以熟知的方式从其读取和/或写入。可移除存储介质945可以为例如软盘、磁带、CD、DVD、SD卡等。可移除存储介质945为其上存储有计算机可执行代码(即，软件)和/或数据的非暂态计算机可读介质。
辅助存储器935的其他示例可包括基于半导体的存储器，诸如可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除只读存储器(EEPROM)、或闪存存储器(类似于EEPROM的面向块的存储器)。还包括允许软件和数据从外部介质960传输到系统915的任何其他可移除存储介质945和通信接口955。
系统915可包括通信接口955。通信接口955允许软件和数据在系统915与外部设备(例如，打印机)、网络或信息源之间传输。例如，计算机软件或可执行代码可经由通信接口955从网络服务器传输到系统915。通信接口955的示例包括内置网络适配器、网络接口卡(NIC)、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)网络卡、卡总线网络适配器、无线网络适配器、通用串行总线(USB)网络适配器、调制解调器、网络接口卡(NIC)、无线数据卡、通信端口、红外接口、IEEE 1394火线、或能够将系统915与网络或另一计算设备进行交互的任何其他设备。
通信接口955优选地实现行业颁布的协议标准，诸如以太网IEEE 802标准、光纤信道、数字用户线路(DSL)、异步数字用户线路(ADSL)、帧中继器、异步传输模式(ATM)、综合数字服务网络(ISDN)、个人通信服务(PCS)、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、串行互联网协议/点对点协议(SLIP/PPP)等，但也可以实施定制的或非标准的接口协议。
经由通信接口955传输的软件和数据通常为电通信信号970的形式。这些信号970优选地经由通信信道965提供给通信接口955。在一个示例性具体实施中，通信信道965可以是有线或无线网络，或任何种类的其他通信链路。举例来讲，通信信道965携带信号970，并且可使用多种有线或无线通信装置来实现，所述多种有线或无线通信装置包括有线或电缆、光纤、常规电话线、蜂窝电话链路、无线数据通信链路、射频(“RF”)链路或红外链路。
计算机可执行代码(即，计算机程序或软件)存储在主存储器930和/或辅助存储器935中。计算机程序还可以经由通信接口955接收并且存储在主存储器930和/或辅助存储器935中。此类计算机程序在被执行时使得系统915能够执行如前所述的本发明的各种功能。
例如，耦接到处理器925的通信接口955可被配置为操作无线收发器，包括向一个或多个接收器传输探测触发，以及响应于探测触发经由反向信道从一个或多个接收器接收至少一个专用训练信号。对于每个所接收的专用训练信号，该专用训练信号可基于来自相关联的接收器的专用训练信号来估计前向CSI；并且其中后续分组用从前向CSI导出的预编码进行预编码，以用于经由前向信道传输到相关联的接收器。
根据一个示例性具体实施，处理器925可被配置为将附加的探测触发传输到目标附加接收器，其中响应于每个附加的探测触发，从附加接收器中的每一个附加接收器接收单独的附加专用训练信号，并且其中对于所接收的每个单独的附加专用训练信号，处理器还估计与单独的附加专用训练信号相关联的附加接收器的CSI；并且基于CSI将附加的导向分组传输到附加接收器。探测触发之前没有通告帧，并且接收器不处理探测触发来生成详细的探测反馈(例如，基于压缩波束成形反馈的SVD)。
在另一个示例中，耦接到处理器925的通信接口955可被配置为操作无线接收器，包括从无线发射器接收探测触发，响应于探测触发而发射至少一个专用训练信号；以及接收具有从至少一个专用训练信号的CSI信息导出的预编码的后续分组。
响应于探测触发传输至少一个专用训练信号可包括传输多个专用训练信号而不接收另一个探测触发。在一个示例中，探测触发指示用于专用训练信号格式的探测调度表和训练选项，并且处理器925被配置为存储探测调度表，基于探测调度表计算一个或多个专用训练信号中的每一个专用训练信号的响应时间，并且基于训练选项格式化专用训练信号。探测调度指令可指示用于传输与一组接收器协调(例如，顺序地、连续地、同时地、突发地等)的专用训练信号的探测时间。在其他示例性具体实施中，处理器925被配置为确定传输附加专用训练信号的响应时间，而无需接收波束成形器的附加提示。在该示例中，无线收发器可传输附加的探测触发以将附加的波束成形接收端作为目标。例如，附加的探测触发从附加波束成形接收端中的每个附加波束成形接收端发起一系列单独的附加专用训练信号。此外，响应于每个附加的探测触发，附加的探测触发发起来自附加波束成形接收端中的每个附加波束成形接收端的一系列单独的附加专用训练信号。
在一个示例中，操作无线收发器以用于估计前向CSI包括测量来自经由反向信道接收的专用训练信号的信道信息，从所测量的信道信息计算反向信道的CSI，并且根据收发器的射频前端的特性从反向信道的CSI导出前向信道的前向CSI，其中后续分组经由前向信道被传输到相关联的波束成形接收端。
在一些示例中，无线收发器装置包括天线的多个集和/或子集、彼此耦接以形成发射链和接收链的多个部件、以及经由前向信道发射探测触发以从一个或多个波束成形接收端请求多个专用训练信号的请求方模块电路。例如，可处理专用训练信号以改善数据到相关联的波束成形接收端的后续传输(例如，估计用于将后续分组传输到相关联的波束成形接收端的前向信道状态信息(CSI))。
具有请求方模块电路的无线收发器生成探测触发，该探测触发指示控制调度表(例如，基于目标波束成形接收端的通信参数的多个专用训练信号中的至少一个专用训练信号的格式的训练选项)。例如，目标波束成形接收端的通信参数包括目标波束成形能力、业务类型、定位参数等中的一者或多者的组合。
在另外的示例中，具有请求方模块电路的无线收发器可包括耦接到多个部件的探测模块电路。在其他示例中，没有收发器请求方模块电路的无线设备可包括耦接到多个部件的探测模块电路。探测模块电路可处理专用训练信号，例如当每个所接收的专用训练信号时，探测模块电路将进行以下操作：测量经由反向信道接收的专用训练信号的信道信息，从所测量的信道信息计算反向信道的CSI，并且根据收发器的射频前端的特性从反向信道的CSI导出前向信道的前向CSI。
在其他示例中，无线收发器装置包括天线的多个集合和/或子集、彼此耦接以形成发射链和接收链的多个部件、以及耦接到天线的多个集合和/或子集的探测模块电路。该示例中的无线收发器不需要请求方模块电路，并且可使用最初由另一无线收发器(例如，带有请求方模块电路的无线收发器)。探测模块电路可检测来自一个或多个波束成形接收端的至少一个专用训练信号，其中至少一个专用训练信号基于来自另一个波束成形器的探测触发。
18.根据权利要求15所述的无线收发器装置，其中所述探测触发指示带有基于目标波束成形接收端的通信参数配置的时间间隔的探测调度表，所述目标波束成形接收端的通信参数包括以下项中的至少一者：目标波束成形接收端能力、业务类型以及定位参数。
传输至少一个专用训练信号可由通信接口955基于由探测触发指示的探测调度表以定时间隔来执行。在另一个示例中，传输至少一个专用训练信号可基于对来自其他接收器的响应于探测触发的其他专用训练信号的前导码的监测；基于所述其他专用训练信号来导出专用训练信号的分组长度；以及基于所述分组长度确定响应时间。
在另一个实施方案中，所述示例中的任一个示例可包括接收具有定时信息的至少一个专用训练信号。此类定时信息可指示分组传输和接收时间戳。定时信息可用于除探测过程之外的应用，诸如运动跟踪、位置映射等。
在本说明书中，术语“计算机可读介质”用于指用于向系统915提供计算机可执行代码(例如，软件和计算机程序)的任何非暂态计算机可读存储介质。这些介质的示例包括主存储器930、辅助存储器935(包括内部存储器940、可移动介质945和外部存储介质945)以及与通信接口955通信耦接的任何外围设备(包括网络信息服务器或其他网络设备)。这些非暂态计算机可读介质是用于向系统915提供可执行代码、编程指令和软件的装置。
在使用软件实施的示例性具体实施中，软件可存储在计算机可读介质上并且通过可移除介质945、I/O接口950或通信接口955加载到系统915中。在此类示例性具体实施中，软件以电通信信号970的形式加载到系统915中。
在示例性具体实施中，I/O接口950提供系统915的一个或多个部件与一个或多个输入和/或输出设备之间的接口。示例性输入设备包括但不限于键盘、触摸屏或其他触敏设备、生物识别感测设备、计算机鼠标、轨迹球、基于笔的指向设备等。
系统915还包括促进通过语音和通过数据网络的无线通信的可选无线通信部件。无线通信部件包括天线系统975、无线电系统980和基带系统985。在系统915中，在无线电系统980的管理下由天线系统975通过空中发射和接收射频(RF)信号。
在一个示例性具体实施中，天线系统975可包括执行切换功能以便为天线系统975提供发射和接收信号路径的一个或多个天线和一个或多个复用器(未示出)。在接收路径中，所接收的RF信号可从复用器耦接到低噪声放大器(未示出)，该低噪声放大器放大所接收的RF信号并且将放大的信号发送至无线电系统980。
在另选的示例性具体实施中，无线电系统980可包括被配置为通过各种频率进行通信的一个或多个无线电部件。在一个示例性具体实施中，无线电系统980可在一个集成电路(IC)中组合解调器(未示出)和调制器(未示出)。解调器和调制器也可以是单独的部件。在传入路径中，解调器剥去RF载波信号而留下基带接收音频信号，该基带接收音频信号从无线电系统980发送到基带系统985。
如果所接收的信号包含音频信息，则基带系统985对信号进行解码并且将其转换为模拟信号。然后放大信号并且将其发送到扬声器。基带系统985还从麦克风接收模拟音频信号。这些模拟音频信号被转换成数字信号并且由基带系统985编码。基带系统985还对数字信号进行编码以用于传输，并且生成路由到无线电系统980的调制器部分的基带传输音频信号。调制器将基带发射音频信号与生成RF发射信号的RF载波信号混合，该RF发射信号被路由到天线系统并且可经过功率放大器(未示出)。功率放大器放大RF发射信号并且将其路由到天线系统975，其中该信号被切换到天线端口以用于发射。
基带系统985还与处理器925通信地耦接。中央处理单元925可访问数据存储区域930和935。中央处理单元925优选地被配置为执行可被存储在存储器930或辅助存储器935中的指令(即，计算机程序或软件)。计算机程序还可以从基带处理器985接收，并且被存储在数据存储区域930或辅助存储器935中，或者在接收时执行。此类计算机程序在被执行时使得系统915能够执行如前所述的本发明的各种功能。例如，数据存储区域930可包括各种软件模块(未示出)。
具体实施方式的一些部分根据计算机内的运算的算法和符号表示来呈现。这些算法描述和符号表示是数据处理领域的技术人员用于向本领域的其他技术人员传达其创新实质的手段。算法是产生期望的结束状态或结果的一连串被限定的操作。在示例性具体实施中，所执行的运算需要有形数量的物理操纵以实现有形结果。
除非另外特别说明，从论述中显而易见，应当理解，在通篇描述中，利用诸如检测、确定、分析、识别、扫描等术语的论述可包括计算机系统或其他信息处理设备的动作和处理，该计算机系统或其他信息处理设备操纵和变换表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据为类似地表示为计算机系统的存储器或寄存器或其他信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。
示例具体实施还可涉及用于执行本文操作的装置。这个装置可专门构建用于所需目的，或者其可包括由一个或多个计算机程序选择性激活或重新配置的一个或多个通用计算机。
示例性装置可包括无线接入点(WAP)或站点，并且并入超大规模集成(VLSI)处理器和程序代码来支持。示例性收发器经由集成调制解调器耦接至到互联网的电缆、光纤或数字订户骨干连接中的一者，以支持无线局域网(WLAN)上的无线通信，例如IEEE 802.11兼容通信。Wi-Fi阶段包括基带阶段，以及模拟前端(AFE)和射频(RF)阶段。在基带部分中，处理发射到每个用户/客户端/站点或从其接收的无线通信。AFE和RF部分处理基带中发起的无线传输的每个发射路径上的上变频。RF部分还处理在接收路径上接收的信号的降频转换，并且将它们传递给基带进行进一步处理。
WAP和/或站点可支持能够与多个协议(例如，物联网协议，包括蓝牙低功耗、Zigbee、线程等)通信并且通信地耦接到一种或多种资源以访问分析或机器学习能力的多个协议和多语言协议。在一些具体实施中，WAP和/或站点由电池供电和移动，或集成到较大移动设备诸如汽车或飞机上。
示例性装置可为通过N个天线支持多达N×N个离散通信流的多输入多输出(MIMO)装置。在示例中，MIMO装置信号处理单元可实现为N×N。在各种示例中，N的值可以是4、6、8、12、16等。扩展MIMO操作使得能够使用多达2N个与另一个类似配备的无线系统通信的天线。应注意，即使系统不具有相同数目个天线，扩展的MIMO系统也可与其他无线系统通信，但是可能不利用站中的一个站的一些天线，从而降低了最佳性能。
在一些具体实施中，在不脱离本公开内容的情况下，本文所讨论的波束成形天线配置探测可同样有利地应用于具有任何数量的发射链、接收链或MIMO天线的WAP或站点，包括但不限于：1×2、1×n、2×3、2×4、2×n、3×4、3×n、4×5、4×8、4×n、8×9、8×16、8×n，等等。本文所公开的部件和过程可在软件、电路、硬件和固件的组合中实现，与WAP的现有传输和接收路径部件集成在一起而不脱离本公开内容的范围。
示例性传输路径/传输链包括以下分立且共享的部件。Wi-Fi介质访问控制(WMAC)部件包括：用于每个下行链路和上行链路通信流的硬件队列；用于对下行链路通信流和上行链路通信流进行加密和解密的加密和解密电路；用于进行空闲信道评估(CCA)并且进行指数随机退避和重传决策的介质接入电路；以及用于对所传输的通信流和所接收的通信流进行分组处理的分组处理器电路。WMAC部件具有对节点表的访问权限，该节点表列出WLAN上的每个节点/站点、站点的能力、对应的加密密钥以及与其通信业务相关联的优先级。
在成帧器中对用于在传输路径组件上无线传输到一个或多个站点的每个探测或数据分组进行成帧。接下来，在编码器和加扰器中对每个流进行编码和加扰，之后在解复用器中将其解复用成单独的流。接下来的流在交织映射器中的对应的一者中经受交织和映射。接下来，利用空间映射器中的空间映射矩阵(SMM)对所有传输进行空间映射。将来自空间映射器的空间映射流输入到反向离散傅里叶变换(IDFT)分量，以用于从频域转换到时域以及在AFT和RF阶段中后续传输。
IDFT在AFT RF阶段中耦接到发射路径/链中的对应一者，以用于在MIMO天线中的相关联一者上进行无线传输。具体地讲，每个IDFT耦接到数模转换器(DAC)550中的相关联的一个DAC，以用于将数字传输转换为模拟、滤波器、上变频器、耦接到公共电压控制振荡器(VCO)以用于将传输上变频为所选择的信道的适当中心频率，以及耦接到功率放大器以用于设置MIMO天线阵列上的传输的传输功率电平。
接收路径/接收链包括以下分立且共享的部件。在AFE-RF阶段，对WAP的MIMO天线阵列上所接收的通信进行RF处理，包括降频。存在六个接收路径，每个接收路径包括以下分立且共享的部件：低噪声放大器(LNA)，该低噪声放大器用于在模拟增益控制(AGC)(未示出)的控制下放大所接收的信号，所述模拟增益控制用于设置所接收的信号被放大的量；耦接到VCO以用于对所接收的信号进行下转换的下转换器、用于对所接收的信号进行带通滤波的滤波器、用于将下转换的信号数字化的模数转换器(ADC)。在示例性具体实施中，ADC的输出处的可选采样器568允许对时域中的所接收的Wi-Fi信号进行采样，以用于由处理器和非易失性存储器进行的后续Wi-Fi空间诊断。来自每个ADC的数字输出被传递到Wi-Fi阶段的基带部分中的离散傅里叶变换(DFT)分量中的对应的一者，以用于从时域转换到频域。
在基带阶段中接收处理包括以下共享和离散部件，包括：均衡器，该均衡器用于抑制信道损耗，该均衡器耦接到DFT的输出端。在示例性具体实施中，将从DFT的输出端中带或不带均衡的频域接收到的Wi-Fi信号提供给处理器和非易失性存储器。均衡器的输出处的所接收的Wi-Fi流在对应数量的解映射器和解交织中经受解映射和解交织。接下来，所接收的一个或多个流在多路复用器中被多路复用，并且在解码器和解扰器部件中被解码和解扰，然后在解帧器中进行解帧。然后将所接收的通信传递到WMAC部件，在该部件中用解密电路解密所接收的通信并且将其放置在适当的上游硬件队列中以上载到互联网。
非暂态计算机可读存储介质可涉及有形介质，诸如但不限于光盘、磁盘、只读存储器、随机存取存储器、固态设备和驱动器，或适用于存储电子信息的任何其他类型的有形或非暂态介质。计算机可读信号介质可包括介质，诸如载波。本文呈现的算法和显示器并非固有地与任何特定计算机或其他装置相关。计算机程序可涉及纯软件具体实施，所述纯软件具体实施涉及执行所需具体实施的操作的指令。
计算设备可通信地耦接到输入/用户界面和输出设备/界面。输入/用户界面和输出设备/接口中的一者或两者可以是有线或无线接口，并且可以是可拆卸的。输入/用户界面可包括可用于提供输入的物理或虚拟的任何设备、部件、传感器或界面(例如，按钮、触摸屏界面、键盘、指向/光标控件、麦克风、相机、凸字、运动传感器、光学读取器等)。
术语“可通信地连接”旨在包括其中可传送数据的任何类型的有线或无线连接。术语“通信地连接”旨在包括但不限于单个计算机内的设备和/或程序之间的连接，或通过网络的设备和/或单独的计算机之间的连接。术语“网络”旨在包括但不限于分组交换网络，诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)、TCP/IP(互联网)，并且可使用各种传输手段，诸如但不限于
Figure BDA0002760113780000311
低功率无线区域网(6LowPAN)上的互联网协议版本6、电源线通信(PLC)、以太网(例如，10兆字节(Mb)、100兆字节(Mb)和/或1千兆字节(Gb)以太网)或其他通信协议。
此外，本申请的一些示例性具体实施可仅在硬件中执行，而其他功能可仅在软件中执行。此外，所描述的各种功能可在单个单元中执行，或者可以任何数量的方式跨多个部件分布。当由软件执行时，该方法可由处理器诸如通用计算机基于存储在计算机可读介质上的指令来执行。如果需要，指令可以压缩和/或加密格式存储在介质上。
示例性具体实施可具有与相关领域相比的各种差异和优点。此外，考虑到本申请的说明书和教导内容的实践，本申请的其他具体实施对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。所述示例性具体实施的各个方面和/或部件可单独使用或以任何组合使用。说明书和示例性具体实施旨在仅被视为示例，其中本申请的真实范围和实质由以下权利要求书指示。

Claims (15)

1.一种用于操作无线收发器的方法：
经由前向信道将探测触发传输到一个或多个波束成形接收端；
响应于所述探测触发，经由反向信道从所述一个或多个波束成形接收端接收至少一个专用训练信号；以及
2.根据权利要求1所述的用于操作所述无线收发器的方法，其中对于所接收的专用训练信号中的每一个：
估计基于来自相关联的波束成形接收端的所述专用训练信号导出的前向信道状态信息CSI；并且其中后续分组用从所述前向CSI导出的预编码进行预编码，以用于经由所述前向信道传输到所述相关联的波束成形接收端。
3.根据权利要求2所述的用于操作所述无线收发器的方法，其中估计所述前向CSI包括：
从经由所述反向信道接收的所述专用训练信号测量信道信息；
根据所测量的信道信息计算所述反向信道的CSI；以及
根据所述收发器的射频前端的特性从所述反向信道的所述CSI导出所述前向信道的所述前向CSI，其中所述后续分组经由所述前向信道被传输至所述相关联的波束成形接收端。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用于操作所述无线收发器的方法，其中所述从所述一个或多个波束成形接收端接收至少一个专用训练信号包括：
响应于所述探测触发，从所述相关联的波束成形接收端接收多个专用训练信号。
5.根据权利要求4所述的用于操作所述无线收发器的方法，
其中所述探测触发指示来自所述相关联的波束成形接收端的附加的专用训练信号的探测调度表，并且
其中基于所述探测调度表以定时间隔接收来自所述相关联的波束成形接收端的所述多个专用训练信号。
6.根据权利要求1或4所述的用于操作所述无线收发器的方法，其中从所述一个或多个波束成形接收端接收至少一个专用训练信号包括：
响应于所述探测触发，从不同的波束成形接收端接收多个专用训练信号。
7.根据权利要求1所述的用于操作所述无线收发器的方法，
其中接收至少一个专用训练信号能够包括指示分组传输和接收时间或时间戳的定时信息。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用于操作所述无线收发器的方法，
其中所述探测触发为所述不同的波束成形接收端中的每个波束成形接收端指示单独的空间流以发送所述专用训练信号；并且
其中在单独的空间流上从所述不同的波束成形接收端同时接收所述多个专用训练信号。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用于操作所述无线收发器的方法，
其中所述探测触发指示探测调度表，所述探测调度表包括以下中的至少一者：探测间隔、探测位置和调度表到期。
10.根据权利要求4或9所述的用于操作所述无线收发器的方法，其中所述探测调度表指示一组波束成形接收端经由所述反向信道发送专用训练信号的探测时间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的用于操作所述无线收发器的方法，
其中所述探测触发指示所述波束成形接收端用于格式化所述专用训练信号的训练选项，所述训练选项包括以下中的至少一者：重复符号、部分带宽和多个位。
12.根据前述权利要求中任一项所述的用于操作所述无线收发器的方法，
其中所述探测触发指示站点信息以使得不同的波束成形接收端能够发送多个专用训练信号，其中所述站点信息包括以下中的至少一者：站点列表、站点标识符和MAC地址。
13.根据前述权利要求中任一项所述的用于操作所述无线收发器的方法，其中所述方法由用于支持无线通信的无线局域网WLAN的无线收发器装置操作，并且所述无线收发器装置包括：
多个天线；
多个部件，所述多个部件彼此耦接以形成发射链和接收链；和
请求方模块电路，所述请求方模块电路用于经由前向信道传输探测触发以请求来自一个或多个波束成形接收端的多个专用训练信号，其中所述专用训练信号被处理以用于估计前向信道状态信息CSI，以将后续分组传输到相关联的波束成形接收端；以及
14.根据权利要求13所述的用于操作能够由无线收发器装置操作的所述无线收发器的方法，还包括：
探测模块电路，所述探测模块电路耦接到所述多个部件，其中对于每个接收的专用训练信号，其中所述探测模块电路还用于：
测量经由反向信道接收的所述专用训练信号的信道信息；
根据所测量的信道信息计算所述反向信道的CSI；以及
根据所述收发器的射频前端的特性从所述反向信道的所述CSI导出所述前向信道的所述前向CSI。
15.根据权利要求1至12所述的用于操作所述无线收发器的方法，其中所述方法由用于支持无线通信的无线局域网WLAN的无线收发器装置操作，并且所述无线收发器装置包括：
多个天线；
多个部件，所述多个部件彼此耦接以形成发射链和接收链；和
探测模块电路，所述探测模块电路耦接到所述多个天线以检测来自所述一个或多个波束成形接收端的至少一个专用训练信号，其中所述至少一个专用训练信号基于来自另一个波束成形接收端的探测触发。
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