CN113873651A - mmWAVE Wi-Fi的高空间复用 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例涉及mmWAVE Wi‑Fi的高空间复用。本文描述的示例提供了用于mmWave Wi‑Fi的高空间重用的方法和系统。示例可以包括由网络设备基于由网络设备使用多个毫米波(mmWave)波束从每个相邻设备接收的波束训练帧的功率延迟分布(PDP)，标识网络设备和包括目标相邻设备的一组相邻设备之间的多个mmWave传播路径，并且通过针对该组中的每个相邻设备的网络设备基于从相邻设备接收的波束训练帧的PDP确定在网络设备和相邻设备之间的每个标识的mmWave传播路径的估计到达角(AoA)。示例可以包括通过网络设备选择沿网络设备和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA使信干噪比(SINR)最大化的mmWave波束之一，以及通过网络设备使用所选择的mmWave波束与目标相邻设备通信。

Description

mmWAVE Wi-Fi的高空间复用
背景技术
近年来，毫米波(mmWave)通信技术引起了业界的广泛关注。如本文所使用的，“mmWave”是指30GHz和300GHz之间的射频(RF)频谱。
与在低于10GHz的频带处的通信相比，mmWave通信至少可以提供以下优点。首先，与低于10GHz的通信相比，mmWave通信提供更宽的信道带宽，从而提供更高的潜在数据速率。例如，基于IEEE 802.11ad的60GHz Wi-Fi提供2.16GHz的信道带宽，而基于IEEE802.11ac的5GHz Wi-Fi仅提供高达160MHz的信道带宽。此外，基于802.11ad的60GHz Wi-Fi在60GHz频段提供了14GHz宽频谱，并将可实现的数据速率扩展到每秒100吉比特(Gbps)，比2.4GHz和5GHz Wi-Fi可实现的数据速率大十倍以上。此外，与低于10GHz的通信相比，mmWave波束的高方向性允许mmWave通信在相同的频道和空间资源中具有较小的干扰占用面积，并支持更多的链路。此外，随着越来越多的设备采用低于10GHz频带(例如2.4GHz、5GHz)中的蜂窝和Wi-Fi通信，mmWave通信可以避免在亚10GHz通信中经历的拥塞。
附图说明
本发明的各种特征和优点将从以下对本发明的实施例的描述中变得显而易见，实施例仅以示例的方式给出，实施例参考附图进行，其中：
图1是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例网络设备的框图。
图2示出了用于mmWave Wi-Fi的高空间重用的示例系统的框图。
图3是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例方法的流程图。
图4是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例方法的流程图。
图5是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例方法的流程图。
图6是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例方法的流程图。
图7是示例性计算机系统的框图，在该示例性计算机系统中，可以实现本文所述的各种实施例以用于mmWave Wi-Fi的高空间重用。
具体实施方式
如上所述，与低于10GHz的通信相比，mmWave通信提供更高的可实现数据速率和更宽的带宽。此外，mmWave频段中的通信链路的高方向性通过允许在同一频道和沿不同空间方向的空间资源中的多个、并发的mmWave传输提供了在mmWave网络中空间重用的潜力。如本文所使用的，“空间重用”指的是由紧密接近(例如，在彼此的覆盖范围内)的多个无线电同时使用射频资源(例如，给定空间资源内的频道)。如本文所使用的，“空间资源”指的是无线传输(mmWave传输)可以在其中传播的物理区域。对于多Gbps数据和空间重用的这种潜力使得mmWave Wi-Fi成为一种有吸引力的技术，以满足Wi-Fi网络不断增长的数据速率需求，用于密集部署，如机场、体育场、会议室等，还用于支持高数据速率需求的应用，如虚拟现实和增强现实、实时高分辨率(例如，4K、8K等)视频流、无线显示等。
尽管mmWave Wi-Fi为多Gbps数据速率和空间重用提供了巨大的潜力，但mmWave频段中的通信链路比低于10GHz的通信链路受到更高的自由空间路径损耗。为了补偿这种自由空间路径损耗的影响，mmWave信号经由来自天线或天线阵列的定向波束发送(例如，使用波束成形技术)，以增加通信链路的增益。然而，即使当mmWave信号通过定向波束传输时，这些波束也具有显著的旁瓣和其它缺陷，其可能在非预期的方向上泄漏(例如，辐射)能量。这些缺陷可能导致多个并发的mmWave Wi-Fi通信链路之间的链路间干扰，这可能导致冲突和显著的数据速率(和吞吐量)损失，减小空间重用增益，和/或减小mmWave Wi-Fi的总网络吞吐量。
为了解决这些问题，本文描述的示例为mmWave Wi-Fi提供了高空间重用。在本文中描述的示例包括一种系统和方法：由网络设备，基于通过网络设备使用多个mmWave波束从每个相邻设备接收的波束训练帧的功率延迟分布(PDP)，标识网络设备和包括目标相邻设备的一组相邻设备之间的多个mmWave传播路径；并且由网络设备针对该组中的每个相邻设备，基于来自相邻设备的所接收的波束训练帧的PDP，确定网络设备和相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计到达角(AoA)。本文描述的示例包括一种系统和方法：由网络设备，选择沿网络设备和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA使信干噪比(SINR)最大化的mmWave波束之一；并且由网络设备，使用所选择的mmWave波束与目标相邻设备通信。
以这种方式，本文描述的示例可以为mmWave Wi-Fi提供高空间重用。例如，本文描述的示例可以标识网络设备和包括目标相邻设备的一组相邻设备之间的多个mmWave传播路径，并且针对该组中的每个相邻设备，确定网络设备和相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA，从而标识网络设备和目标相邻设备之间的通信路径，标识网络设备和该组中的其他相邻设备之间的干扰路径，并且确定这些路径的空间方向(例如，角方向)。此外，本文描述的示例可以选择沿网络设备和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA使SINR最大化的mmWave波束之一，并且使用所选择的mmWave波束与目标相邻设备通信，从而使用mmWave波束在网络设备和目标相邻设备之间提供mmWave通信，该mmWave波束减轻沿网络设备和在相同频道和空间资源中操作的组中的其他相邻设备之间的干扰路径的链路间干扰。
在本文描述的示例中，“功率延迟分布(profiles，简档)”或“PDP”是指经由多径信道的接收信号(例如，所接收的波束成形训练帧)的强度(即，信号强度)作为时间延迟的函数的映射。时间延迟是接收信号的多径到达之间的传播时间(travel time)差。功率延迟曲线可以测量作为功率比(例如，分贝)的接收信号的强度，并且以时间单位(例如，秒)测量时间延迟。
在本文描述的示例中，“波束训练帧”是指从一个节点(例如，相邻设备)无线发送到另一节点(例如，网络设备100)以确定用于生成定向波束以在节点之间建立通信链路的设置(例如，天线设置)的数据帧。波束训练帧可以包括符合用于一个或多个mmWave Wi-Fi标准(例如802.11ad、802.11ay等)的任何合适的波束成形技术或协议(例如扇区级扫描、波束精化协议等)的任何合适的格式，这些标准目前已知和随后开发的。例如，波束训练帧可以包括802.11ad或802.11ay PHY分组(例如，控制类型、单载波类型、正交频分复用类型等)，所述802.11ad或802.11ay PHY分组包括波束成形训练序列。
在本文描述的示例中，信号(例如，mmWave传播路径)的“到达角”或“AOA”是指在节点(例如，网络设备100)处接收信号的角方向。AoA可以被测量为相对于方位角平面(即，水平面)的仰角和/或方位角。
在本文描述的示例中，信号(例如，mmWave传播路径)的“信号干扰噪声比”或“SINR”是指信号的功率(即增益)除以一个或多个干扰信号的干扰功率和背景噪声的功率之和。SINR可以具有功率比的单位(例如，分贝)。
现在参照附图，图1是用于mmWave Wi-Fi的高空间重用的示例网络设备100的框图。网络设备100包括至少一个处理资源110和至少一个机器可读存储介质120，机器可读存储介质120至少包括(例如，编码为具有)路径标识指令122、估计AoA确定指令124、路径选择指令126和通信指令128，路径标识指令122、估计AoA确定指令124、路径选择指令126和通信指令128可以通过网络设备100的至少一个处理资源110执行，以实现本文关于路径标识指令122、估计AoA确定指令124、路径选择指令126和通信指令128描述的功能。
在图1的示例中，网络设备100可以从事任何网络数据传输操作，包括但不限于交换、路由、桥接或其组合。在一些示例中，网络设备100可以包括无线接入点(WAP)。在本文描述的示例中，“WAP”通常指用于任何已知的或方便的无线接入技术的接收点，该技术稍后可能变得已知。具体地，术语WAP并不旨在限于符合IEEE 802.11标准的WAP。WAP通常用作电子设备，其适于允许无线设备经由各种通信标准连接到有线网络。WAP可以包括执行本文公开的发明的任何必要的硬件组件，包括但不限于：处理器、存储器、显示设备、输入设备、通信设备等。本领域的普通技术人员将理解，网络设备100可以是由任何合适的制造商制造的任何合适类型的网络设备。
在图1的示例中，网络设备100包括在mmWave频段中操作的至少一个无线电设备(未示出)。此外，网络设备100的至少一个无线电可以在mmWave频段中的一个或多个信道处操作。例如，网络设备100可以包括根据IEEE 802.11ad和802.11ay标准中的至少一个在60GHz频段中的一个或多个信道处操作的至少一个无线电设备。本领域技术人员将理解，网络设备100的至少一个无线电设备可以在mmWave频带中的任何合适的信道和任何合适的频带上操作，并且可以符合现在已知和以后开发的任何合适类型的无线通信标准。此外，本领域技术人员将理解，网络设备100可以包括一个、两个、四个、八个或任何合适数量的在mmWave频带中操作的无线电设备。
在图1的示例中，网络设备100的至少一个无线电设备可以包括发送和/或接收定向mmWave波束、全向、伪全向mmWave波束或其组合的天线。在本文描述的示例中，“定向”波束是指与沿方位平面(即水平面)的一个或多个其他方向相比在一个或多个方向上辐射更强的信号，而“全向”波束是指沿方位平面在所有方向上均匀辐射的信号。此外，在本文描述的示例中，“伪全向”波束是指与沿方位平面的一个或多个其它方向相比在一个或多个方向上辐射更强，但也在沿方位平面的一个或多个其它方向上均匀辐射的信号。在一些示例中，网络设备100的至少一个无线电设备可以包括相控阵天线，其可以产生定向波束和/或伪全向波束。在本文描述的示例中，“相控阵天线”指的是天线元件的阵列，天线元件可以产生定向信号，定向信号可以被电子操纵以指向不同方向。相控阵天线可以向特定空间方向(例如，角方向)聚焦(例如，辐射)射频(RF)能量。在图1的示例中，网络设备100可以被配置为基于波束成形码本电子地操纵相控阵天线，波束成形码本存储天线元件的配置，以在多个方向(例如，角方向)中的每一个方向上操纵mmWave波束。波束成形码本可以存储在至少一个机器可读存储介质120或与网络设备100通信(例如，经由网络路径140)的外部资源(例如，连接到网络的服务器或云资源)中。
在图1的示例中，网络设备100可以被配置为(例如，用可由至少一个处理资源110执行的指令编码)经由网络路径140接收网络请求150，以与一个或多个相邻设备(例如，客户端设备、另一网络设备等)通信。网络路径140可以包括网络设备100和网络之间的任何合适的通信链路142(例如，有线或无线、直接或间接等)。网络请求150可以包括指示网络设备100与一个或多个相邻设备通信的任何合适指令(例如，至少执行路径标识指令122、估计AoA确定指令124、路径选择指令126和通信指令128)。
在本文描述的示例中，“网络路径”可以包括硬件(例如，通信接口、通信链路等)和指令(例如，可由处理资源执行)的组合，以向连接到网络的外部资源(服务器、云资源等)通信(例如，接收、发送)命令(例如，网络请求150)。
在图1的示例中，网络设备100可以被配置为(例如，用可由至少一个处理资源110执行的指令编码)经由通信路径160发送或接收通信信号170以建立与一个或多个相邻设备的通信。通信路径160可以包括网络设备100与一个或多个相邻设备之间的任何合适的通信链路162(例如，有线或无线、直接或间接)。例如，网络设备100可以经由操作在mmWave频段中的至少一个无线电向一个或多个相邻设备发送mmWave波束，或者从一个或多个相邻设备接收mmWave波束，以建立通信链路162。通信信号170可以包括指示网络设备100与一个或多个相邻设备通信的任何合适指令(例如，至少执行路径标识指令122、估计AoA确定指令124、路径选择指令126和通信指令128)。
在本文描述的示例中，“通信路径”可以包括硬件(例如，通信接口、通信链路等)和指令(例如，可由处理资源执行)的组合，以与相邻设备通信(例如，接收、发送)命令(例如，通信信号170)。
在图1的示例中，每个相邻设备包括网络设备100覆盖范围内的客户端设备(即，站)。在本文描述的示例中，“覆盖范围”指的是最大距离，在该最大距离处，存在通过无线链路(例如，mmWave传播路径)的成功数据传输，即使这种数据传输的吞吐量较低。每个相邻设备包括处理器、存储器和用于有线和/或无线通信的输入/输出接口。此外，每个相邻设备可以从事任何网络数据传输操作，包括但不限于交换、路由、桥接或其组合。在一些示例中，相邻设备可以包括WAP。在一些示例中，相邻设备可以包括膝上型计算机、台式计算机、移动设备和/或其他无线设备，尽管本公开的示例不限于这样的设备。在本文描述的示例中，“移动设备”是指由用户携带和/或佩戴的(或可由用户携带和/或佩戴的)设备。例如，移动设备可以是手机(例如，智能手机)、平板电脑、个人数字助理(PDA)、智能眼镜和/或手腕佩戴的设备(例如，智能手表)，以及其他类型的移动设备。
在图1的示例中，在图1的示例中，每个相邻设备包括至少一个在mmWave频段中操作并且可以与网络设备100通信的无线电设备。此外，每个相邻设备的至少一个无线电可以在mmWave频段中的一个或多个信道上操作。本领域技术人员将理解，每个相邻设备的至少一个无线电可以在mmWave频段中的任何合适的信道和任何合适的频段上操作，并且可以符合现在已知和以后开发的任何合适类型的无线通信标准。此外，本领域技术人员将理解，每个相邻设备可包括一个、两个、四个、八个或任何合适数量的在mmWave频段中操作的无线电。
在图1的示例中，路径标识指令122在由处理资源110执行时，可以基于由网络设备100使用多个mmWave波束从每个相邻设备接收的波束训练帧的PDP来标识网络设备100和包括目标相邻设备的一组相邻设备之间的多个mmWave传播路径。网络设备100和相邻设备之间的每个mmWave传播路径可以提供网络设备100和相邻设备中的一个之间的通信链路。此外，网络设备100和相邻设备之间的每个mmWave传播路径被经由网络设备100和相邻设备中的每一个在mmWave频段中的一个或多个频道上操作的一个或多个无线电来建立。此外，网络设备100用于接收波束训练帧的每个mmWave波束可以包括一个或多个mmWave传播路径。在一些示例中，网络设备从每个相邻设备接收的波束训练帧可以由相邻设备使用伪全向mmWave波束来发送。
在图1的示例中，路径标识指令122可以包括生成每个PDP的指令，其中，每个PDP通过网络设备100使用mmWave波束之一作为时间延迟的函数来映射所接收的波束训练帧的信号强度。此外，每个PDP可以存储在网络设备100的至少一个机器可读存储介质120和/或与网络设备100通信(例如，经由网络路径140)的外部资源(例如，连接到网络的服务器或云资源)中。
在图1的示例中，路径标识指令122可以包括用于针对每个PDP标识信号强度超过预定阈值的PDP的脉冲的数目和与每个脉冲相关联的时间延迟的指令。用于确定每个PDP的脉冲的数目的预定阈值可以基于由相应的相邻设备发送并由网络设备100接收以生成PDP的波束训练帧的发送功率(例如，有效辐射功率)、网络设备100与相应的相邻设备之间的距离或其组合。此外，用于确定每个PDP的脉冲的数目的预定阈值可以考虑网络设备100接收的信号的噪底(noise floor)、考虑网络设备100的硬件(例如，无线电、天线等)的限制或其组合。与每个PDP的每个脉冲相关联的时间延迟可以包括从对应的相邻设备发送波束训练帧到网络设备100接收波束训练帧的经过时间。
在图1的示例中，路径标识指令122可以包括指令以生成使用mmWave波束接收的波束训练帧的PDP的聚合路径分布，其中，聚合路径分布将PDP的所接收的波束训练帧的聚合信号强度映射为时间延迟的函数。用于生成聚合路径分布的路径标识指令122可以包括基于PDP的脉冲的时间延迟来对齐PDP然后叠加所对齐的PDP的指令。注意，由网络设备100用于接收波束训练帧的每个mmWave波束的PDP将具有与每个脉冲相关联的时间延迟，该时间延迟与对应于相同mmWave传播路径的另一PDP的另一脉冲相关联的时间延迟相同。换句话说，尽管与每个PDP相关联的脉冲与和其它PDP相关联的脉冲相比可具有不同的增益，但每个PDP的每个脉冲将具有与至少一个其它PDP的脉冲的相关联的时间延迟相同的相关联的时间延迟，并且可以利用该属性来标识对应于相同mmWave传播路径的不同PDP的脉冲。例如，路径标识指令122可以包括用于标识网络设备100和相邻设备之间的视线(LOS)mmWave传播路径的指令，其中，LOS mmWave传播路径对应于具有最短时间延迟的PDP中的一个或多个PDP的脉冲。此外，该标识的LOS mmWave传播路径可以用作参考，以基于对应于所标识的LOS mmWave传播路径的脉冲与对应于一个或多个其他mmWave传播路径的其他脉冲之间的时间延迟差来标识一个或多个其他mmWave传播路径。此外，PDP的聚合路径分布可以存储在网络设备100的至少一个机器可读存储介质120和/或与网络设备100通信(例如，经由网络路径140)的外部资源(例如，连接到网络的服务器或云资源)中。
在图1的示例中，路径标识指令122可以包括用于标识聚合信号强度超过预定阈值的聚合路径分布的脉冲的数目的指令。用于确定聚合路径分布的脉冲的数目的预定阈值可以基于由一个或多个相邻设备发送并由网络设备100接收以生成PDP的波束训练帧的发送功率(例如，有效辐射功率)、网络设备100与一个或多个相邻设备之间的距离、或其组合。此外，用于确定聚合路径分布的脉冲的数目的预定阈值可以考虑网络设备100接收的信号的本底噪声、网络设备100的硬件(例如，无线电、天线等)的限制或其组合。
在图1的示例中，路径标识指令122可以包括用于确定mmWave传播路径的总数等于聚合路径分布的脉冲的数目的指令。此外，路径标识指令122可以包括将所标识的mmWave传播路径(例如，作为所标识的路径130)存储在网络设备100的至少一个机器可读存储介质120和/或与网络设备100通信(例如，经由网络路径140)的外部资源(例如，连接到网络的服务器或云资源)中的指令。
在图1的示例中，估计AoA确定指令124当由处理资源110执行时，可以基于从相邻设备接收的波束训练帧的PDP生成概率密度函数，该概率密度函数指示所标识的mmWave传播路径中的每一个沿多个角中的每一个的概率。此外，用于生成概率密度函数的估计AoA确定指令124可以包括指令用于：对于每个所标识的mmWave传播路径：针对所标识的mmWave传播路径的每个mmWave波束：(1)针对每个角，确定所接收的波束训练帧沿该角的预定辐射图案的波束指向性增益，(2)基于来自相邻设备的所接收的波束训练帧的PDP，使用该mmWave波束确定所标识的mmWave传播路径的路径强度增益，以及(3)针对每个角，计算沿该角的波束指向性增益与使用该mmWave波束所标识的mmWave传播路径的路径强度增益的乘积。多个角可以包括任何合适的一组离散化的仰角和/或方位角(例如，0°、1°、…359°)，其对应于所标识的mmWave传播路径相对于节点(例如，网络设备100)沿方位角平面(即，水平面)的可能角方向。
在图1的示例中，当由处理资源110执行时，估计AoA确定指令124可以针对所标识的mmWave传播路径中的每一个mmWave传播路径确定所标识的mmWave传播路径的估计AoA是沿mmWave传播路径的角中具有最高概率的角之一，如概率密度函数所指示的。可选地，估计AoA确定指令124可以包括用于针对所标识的mmWave传播路径中的每一个mmWave传播路径确定mmWav传播路径的估计AoA是沿所标识的mmWave传播路径的角中具有最高概率的角范围(即，多个角)的指令，如概率密度函数所指示的。此外，估计AoA确定指令124可以包括将所标识的mmWave传播路径的估计AoA(例如，作为估计AoA 132)存储在网络设备100的至少一个机器可读存储介质120和/或与网络设备100通信(例如，经由网络路径140)的外部资源(例如，连接到网络的服务器或云资源)中的指令。
例如，估计AoA确定指令124可以包括用于根据以下算法1中所示的角分布估计技术来确定每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA的指令：
算法1：
Figure BDA0003031968120000121
参照算法1，ptot(t)是指使用多个mmWave波束接收的波束训练帧的聚合路径分布，其中，{pi(ti)}是所有i＝1，...，n个所标识的mmWave传播路径在时间t1，t2，...，tn.的聚合路径分布。此外，
Figure BDA0003031968120000123
是指所接收的波束训练帧的预定辐射图案沿所述角的波束指向性增益，其中，
Figure BDA0003031968120000124
是对于所有角k＝0°，1°，...，359°使用一组mmWave波束{B}中的第j个mmWave波束的预定辐射图案的波束指向性增益。应注意，一组角k＝0°，1°，...，359°仅作为示例提供，并且该组角k可以包括除k＝0°，1°，...，359°之外的对应于所标识的mmWave传播路径相对于方位角平面(即，水平面)的可能角方向的任何合适的一组离散化角。此外，
Figure BDA0003031968120000125
指的是针对该组mmWave波束{B}中的每个波束的PDP，其中，
Figure BDA0003031968120000126
是第j个mmWave波束的n条所标识的mmWave传播路径的脉冲的增益的和，并且其中当所标识的mmWave传播路径pi(ti)出现在PDP中时
Figure BDA00030319681200001210
否则
Figure BDA00030319681200001211
并且其中，
Figure BDA0003031968120000129
是针对第j个mmWave波束的与所标识的mmWave传播路径pi(ti)相关联的增益。
如算法1所示，目标是将ptot(t)中每个路径的估计AoA确定为概率密度函数
Figure BDA0003031968120000122
即，对于所有角k＝0°，1°，359°，所标识的mmWave传播路径pi(ti)沿k的概率
Figure BDA0003031968120000131
为此，对于每个路径pi，针对路径pi的每个接收波束
Figure BDA0003031968120000132
如果所标识的mmWave传播路径出现在
Figure BDA0003031968120000137
的PDP中(即，在
Figure BDA0003031968120000138
中，
Figure BDA0003031968120000139
)，则通过将归一化方向性增益
Figure BDA0003031968120000133
乘以跨所有角k＝0°，1°，...，359°的PDP增益
Figure BDA00030319681200001310
来将
Figure BDA00030319681200001311
的贡献添加至fi。在对所有波束j＝1，...，N进行迭代后，并且将第i个所标识的mmWave传播路径的每个波束的贡献添加至fi，确定AoA似然向量
Figure BDA0003031968120000134
并用总概率质量归一化，得到第i个所标识的mmWave传播路径沿每个角k＝0°，1°，...，359°的AoA概率密度。第i个所标识的mmWave传播路径的估计AoAθi是通过对概率密度函数找到角中具有最大概率
Figure BDA0003031968120000135
的角来确定的。通过对ptot(t)中的所有n条主导路径(即，接收机节点(例如，网络设备100)和相邻节点s(例如，该组中的相邻设备之一))之间的所有标识的mmWave传播路径)重复该计算，针对每个相邻节点s确定角分布Φs，定义为所有(p路径，AoA)元组的集合。最后，将每个相邻节点s添加到角分布Φs已知的节点集合{S}中。注意，θi也可以被定义为具有高于预定阈值的概率的角k的集合的范围。可以确定θi是否对应于单个角或角范围(即，多个角k)，这取决于寻求限制干扰的角方向的数量相对于可用于数据传输的mmWave波束的数量。因此，当编码为估计AoA确定指令124并由网络设备100执行时，算法1中所示的角分布估计技术可以将ptot(t)中每个所标识的mmWave传播路径pi(ti)的估计AoA确定为概率密度函数
Figure BDA0003031968120000136
在图1的示例中，当由处理资源110执行时，路径选择指令126可以选择mmWave波束中的一个，该mmWave波束沿网络设备100和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA使SINR最大化。例如，所选择的mmWave波束可以使沿网络设备100和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA的所接收的波束训练帧的SINR最大化。此外，路径选择指令126可以包括用于为每个mmWave波束确定以下之间的比率的指令：(1)沿网络设备100和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA的波束指向性增益的和；以及(2)沿网络设备100与该组中每一其它相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA的所接收的波束训练帧的波束指向性增益的和。例如，所确定的比率可以在以下之间：(1)沿网络设备100和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA的所接收的波束训练帧的波束指向性增益的和；以及(2)沿网络设备100和该组中的每一个其它相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AOA的所接收的波束训练帧的波束方向性增益的和。此外，路径选择指令126可以包括用于确定所选择的mmWave波束之一具有mmWave波束的比率中的比率的最高值的指令。
例如，路径选择指令126可以包括根据以下算法2中所示的波束选择技术来选择所标识的mmWave传播路径之一的指令：
算法二：
Figure BDA0003031968120000141
参照算法2，Γj指mmWave波束组{B}中第j个mmWave波束的比率，其中分子是对于接收节点(即，网络设备100)和目标相邻节点(例如，目标相邻设备)之间的所有i＝1，...，n标识的mmWave传播路径沿估计AoAθi的波束指向性增益
Figure BDA0003031968120000142
的和，并且其中，分母是沿接收器节点和该组{S}中除目标相邻节点之外的其他相邻节点之间的所标识的mmWave传播路径(即，网络设备100和除目标相邻设备之外的其他相邻设备之间的干扰路径)的方向的增益的和。因此，当编码为路径选择指令126并通过网络设备100执行时，算法2中所示的波束选择技术可以搜索mmWave波束集合{B}中的所有mmWave波束并选择具有最大比率Γ(即
Figure BDA0003031968120000143
)的一个mmWave波束。
在图1的示例中，当由处理资源110执行时，通信指令128可以使用所选择的mmWave波束与目标相邻设备通信。例如，通信指令128可以包括用于从目标相邻设备接收沿对应于所选mmWave波束的估计AoA(单个角或角范围)的mmWave信号的指令。此外，通信指令128可以包括用于沿与所选mmWave波束相对应的估计AoA(单个角或角范围)向目标相邻设备发送mmWave信号的指令。
以这种方式，图1的示例网络设备100可以为mmWave Wi-Fi提供高空间重用。例如，网络设备100可以标识网络设备100与包括目标相邻设备的一组相邻设备之间的多个所标识的mmWave传播路径，并且针对该组中的每个相邻设备确定网络设备100与相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA，从而标识网络设备100与目标相邻设备之间的可能通信路径、网络设备100与该组中的其他相邻设备之间的可能干扰路径以及这些路径的空间方向(例如，角方向)。此外，网络设备100可以选择沿网络设备100和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA使SINR最大化的mmWave波束之一，并且使用所选择的mmWave波束与目标相邻设备通信，从而使用mmWave波束在网络设备100和目标相邻设备之间提供mmWave通信，该mmWave波束减轻沿网络设备100和该组中在相同频道和空间资源中操作的其他相邻设备之间的干扰路径的链路间干扰。
相反，现有的mmWave Wi-Fi技术是基于具有理想的、高度定向的mmWave波束图案的喇叭天线建模的，并且不考虑存在于定向mmWave波束(例如，由相控天线阵列产生的mmWave波束)的旁瓣。因此，现有的mmWave Wi-Fi技术即使在mmWave波束的主瓣指向预期接收机时也可以在非预期的方向上发送信号，并且由此可以导致在相同频道和空间资源中操作的多个并发mmWave通信之间的链路间干扰。因此，现有的mmWave Wi-Fi技术可能经历冲突和显著的数据速率损失(和吞吐量损失)、减小的空间重用增益和/或mmWave Wi-Fi的总体网络吞吐量的减小。
在图1的示例中，当相邻设备是网络设备(例如，WAP)，其可以根据mmWave Wi-Fi标准(例如，802.11ad，802.11ay)周期性地发送波束训练帧作为标准信标过程的一部分，路径标识指令122在由处理资源110执行时可以生成使用mmWave波束从相邻设备接收的信标帧的PDP。在这种示例中，网络设备100将在多个信标间隔(即，信标历元(beaconing epochs))上从相邻设备接收信标帧，使得网络设备100在每个信标间隔期间接收由相邻设备的固定mmWave波束发送的信标帧。信标帧包括训练字段，该训练字段可以用于估计链路强度并因此可以被重新指定为波束训练帧。因此，路径标识指令122可以使用根据现有mmWave Wi-Fi标准(例如，802.11d、802.11ay)的标准授权训练帧交换(例如，信标扫描)来生成从相邻网络设备接收的信标帧的PDP。
在这样的示例中，为了确保信标帧在所有方向上的传输，相邻设备在信标间隔期间在其所有mmWave波束上顺序地传输信标帧(从而作为信标扫描)。与要求使用接收波束扫描的算法1中所示的角分布估计算法不同，信标扫描通常根据现有的mmWave Wi-Fi标准(例如，802.11ad、802.11ay)作为发送波束扫描来执行。因此，当相邻设备是可以作为标准信标过程的一部分(即，作为发送信标扫描)周期性地发送波束训练帧的网络设备时，路径标识指令122可以包括用于通过在连续的信标扫描上在多个mmWave波束之间切换并逐渐建立角分布来接收波束扫描的指令。
例如，路径标识指令122可以包括根据以下算法3中所示的PDP估计技术生成来自相邻设备的接收信标帧的PDP的指令：
算法3：
Figure BDA0003031968120000171
参考算法3，当接收节点(例如，网络设备100)接收到新帧(“Event：Start Rx newframe”)并检测到来自没有现有聚合路径分布的相邻节点s(例如，相邻网络设备)的信标扫描时，分析接收到的信标帧以找到捕获信道中所有主导路径(例如，网络设备100和相邻网络设备之间的mmWave传播路径)的信标发送波束M(例如，相邻网络设备使用的mmWave波束作为其发送信标扫描的一部分)。目标是当相邻节点在其信标扫描期间经由第M个信标发送波束来发送其信标时，通过接收节点在随后的信标扫描中在所有可用的mmWave波束之间切换来仿真接收波束扫描。在接收节点处使用伪全向mmWave波束接收第一信标扫描，并且对于每个连续的信标发送m(相邻节点将使用其所有信标发送波束发送N个信标)，计算PDPPm(t)。如果这个新的信标发送m捕获比任何先前的信标发送更多的被标识的mmWave传播路径
Figure BDA0003031968120000172
则波束索引M被更新为用于这个新的信标发送m的当前波束。注意，如果两个或多个信标发送捕获相同最大数目的mmWave传播路径，则选择具有最大接收信号强度(RSS)Rm的信标发送。在标识捕获最大数目的所标识的mmWave传播路径的信标发送波束之后，在随后的信标扫描中，接收节点在其针对标识的信标发送波束的mmWave接收波束之间切换以模拟接收波束扫描，并收集所有mmWave接收波束j＝1，...，N的
Figure BDA0003031968120000181
在估计所有mmWave接收波束的PDP之后，可以使用算法1中所示的角分布估计技术来估计该相邻节点s的角分布Φ3。因此，当编码为路径标识指令122并由网络设备100执行时，算法3中所示的PDP估计技术可以生成从相邻设备接收的信标帧的PDP。
以这种方式，图1的示例网络设备100可以通过使用根据现有mmWave Wi-Fi标准(例如，802.11ad、802.11ay)的标准规定的周期性波束扫描来标识网络设备和相邻网络设备之间的多个mmWave传播路径。
在图1的示例中，当相邻设备是非关联站(即，不与任何网络设备关联的客户端设备)时，网络设备100将在执行路径标识指令122之前等待目标相邻设备进入与它要关联的另一网络设备(例如，WAP)的波束训练会话。作为现有mmWave Wi-Fi标准(例如，802.11ad，802.11ay)的一部分，频繁重复这样的波束训练会话，以在WAP和非相关联的客户端设备之间建立通信链路。当相邻设备进入与其要关联的另一网络设备的波束训练会话时，网络设备100可以通过使用多个mmWave波束接收波束训练帧来生成聚合路径分布(例如，根据路径标识指令122)。相反，当目标相邻设备是已经与另一网络设备(例如，WAP)相关联的站(即，客户端设备)时，当目标相邻设备与其相关联的网络设备执行波束训练以用于链路维护时，网络设备100可以执行路径标识指令122以构建角分布。在这样的示例中，网络设备100可以在若干波束训练会话上使用多个mmWave波束来接收波束训练帧。
以这种方式，图1的示例性网络设备100可以标识网络设备和将与另一网络设备相关联的非相关联站之间的多个mmWave传播路径，并且还可以标识网络设备和已经与另一网络设备相关联的站之间的多个mmWave传播路径。
在一些示例中，网络可以包括多个网络设备100，每个网络设备100与各自的目标相邻设备通信。在这样的示例中，网络中的每个网络设备100可以通过至少执行路径标识指令122、估计AoA确定指令124、路径选择指令126和通信指令128来与其各自的目标相邻设备中的每个通信。因此，网络中的每个网络设备100将选择使网络设备100和目标相邻设备之间的SINR最大化的mmWave波束。
以这种方式，本文描述的示例促进了与相应目标设备同时通信的多个网络设备100之间的空间重用。
图2是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例系统200的框图。系统200包括网络205、第一网络设备210、第二网络设备220、第一目标相邻设备230和第二目标相邻设备232。第一网络设备210和第二网络设备220中的每一个可以包括如上文关于图1所描述的网络设备(即，网络设备100)。
在图2的示例中，第一网络设备210和第二网络设备220各自连接到至少一个网络205。此外，第一网络设备210和第二网络设备220可以经由网络205彼此通信。网络205可以包括一个或多个局域网(LAN)、虚拟LAN(VLAN)、无线局域网(WLAN)、虚拟专用网(VPN)、广域网(WAN)、互联网等或其组合。如本文所使用，“广域网”或“WAN”可以包括例如有线WAN、无线WAN、混合WAN、软件定义WAN(SD-WAN)或其组合。此外，在一些示例中，网络205可以包括使用一个或多个移动通信标准(例如，4G、5G等)的一个或多个蜂窝网络。本领域技术人员将理解，系统200可以包括任何合适类型的网络205。此外，尽管图2示出了两个网络设备(即，第一网络设备210和第二网络设备220)连接到网络205，但是将理解，任何合适数量的网络设备可以连接到网络205。
在图2的示例中，网络205可以包括连接到第一网络设备210和第二网络设备220中的每一个的控制器。在这样的示例中，控制器可以被配置(例如，用可由至少一个处理资源执行的指令编码)来管理第一网络设备210和第二网络设备220(例如，向第一网络设备210和第二网络设备220发送网络请求250和250)，并且还可以被配置来管理连接到网络205的其他网络设备(交换机、WAP、路由器等)。此外，控制器可以从网络205的各个节点收集网络操作信息，包括网络业务负载信息、网络拓扑信息、网络使用信息等。此外，控制器可以向网络205的各个节点发送命令，以改变网络拓扑和路由，以实现各种网络效率和功效目标。本领域普通技术人员将理解，控制器可以包括用于管理包括第一网络设备210和第二网络设备220的各种网络设备的任何合适类型的计算设备。此外，控制器可以包括执行本文公开的发明的任何必要的硬件组件，包括但不限于：处理器、存储器、显示设备、输入设备、通信设备等。在另一示例中，第一网络设备210、第二网络设备220和/或网络205中的其他网络设备可以以分布式方式管理，而不需要单独的控制器。例如，第一网络设备210和第二网络设备220中的一个可以操作为用于管理网络205中的一个或多个其他网络设备的虚拟控制器。
在图2的示例中，第一网络设备210可以被配置为(例如，用可由至少一个处理资源执行的指令编码)经由一个或多个网络路径240接收网络请求250，以与一个或多个相邻设备(例如，客户端设备、另一网络设备等)通信。类似地，第二网络设备220可以被配置(例如，由至少一个处理资源可执行的指令编码)以经由一个或多个网络路径240接收网络请求252，以与一个或多个相邻设备(例如，客户端设备、另一网络设备等)通信。网络路径240可以包括第一网络设备210与网络205之间的任何合适的通信链路240(例如，有线或无线、直接或间接等)，并且可以包括第二网络设备220与网络205之间的任何合适的通信链路242(例如，有线或无线、直接或间接等)。网络请求250可以包括指示第一网络设备210与第一网络设备210的一个或多个相邻设备通信的任何合适指令(例如，至少执行路径标识指令122、估计AoA确定指令124、路径选择指令126和通信指令128)。类似地，网络请求252可以包括指示第二网络设备220与第二网络设备220的一个或多个相邻设备通信的任何合适指令(例如，至少执行路径标识指令122、估计AoA确定指令124、路径选择指令126和通信指令128)。
在图2的示例中，第一网络设备210可以被配置为(例如，用可由至少一个处理资源执行的指令编码)经由通信路径260发送或接收通信信号270，以建立与一个或多个相邻设备的通信。类似地，第二网络设备220可以被配置为(例如，用可由至少一个处理资源执行的指令编码)经由通信路径262发送或接收通信信号262，以建立与一个或多个相邻设备的通信。通信路径可以包括第一网络设备210与相应的一个或多个相邻网络设备之间的任何合适的通信链路260(例如，有线或无线、直接或间接)，并且可以包括第二网络设备220与相应的一个或多个相邻设备之间的任何合适的通信链路262(例如，有线或无线、直接或间接)。例如，第一网络设备210可以经由操作在mmWave频带中的至少一个无线电设备向一个或多个相应的相邻设备发送接收mmWave波束，或者从一个或多个相应的相邻设备接收mmWave波束，以建立通信链路260。类似地，第二网络设备220可以经由操作在mmWave频带中的至少一个无线电向一个或多个相应的相邻设备发送接收mmWave波束，或者从一个或多个相应的相邻设备接收mmWave波束，以建立通信链路262。
在图2的示例中，第一网络设备210和第二网络设备220中的每一个可以在彼此的覆盖范围内(即，第一网络设备210是第二网络设备220的相邻设备，而第二网络设备220是第一网络设备210的相邻设备)。此外，系统200可以包括处于第一网络设备210覆盖范围内的第一网络设备210的多个相邻设备(包括目标相邻设备230)。类似地，系统200可以包括处于第二网络设备220的覆盖范围中的第二网络设备220的多个相邻设备(包括目标相邻设备232)。
在图2的示例中，系统200可以包括网络设备的集群，该网络设备的集群包括第一网络设备210和第二网络设备220。集群中的每个网络设备可以在彼此的覆盖范围内。集群中的网络设备之一(例如，第一网络设备210或第二网络设备220)可以被指定为集群中的主导设备，其中主导设备可配置集群中的其他网络设备、向集群中添加网络设备、从集群中移除网络设备、或其组合。
在图2的示例中，第一目标相邻设备230和第二目标相邻设备232中的每一个包括网络设备100的覆盖范围内的客户端设备(即，站)。此外，第一目标相邻设备230和第二目标相邻设备232中的每一个包括处理器、存储器和用于有线和/或无线通信的输入/输出接口。此外，第一相邻设备230和第二相邻设备232中的每一个可以从事任何网络数据传输操作，包括但不限于交换、路由、桥接或其组合。在一些示例中，第一目标相邻设备230和第二目标相邻设备232中的一个或两者可以包括WAP。在一些示例中，第一目标相邻设备230和第二目标相邻设备232中的一个或两者可以包括膝上型计算机、台式计算机、移动设备和/或其他无线设备，尽管本公开的示例不限于这样的设备。
在图2的示例中，第一目标相邻设备230和第二目标相邻设备232中的每一个包括至少一个无线电设备，该无线电设备在mmWave频段中操作并且可以分别与第一网络设备210和第二网络设备220通信。此外，第一目标相邻设备230和第二目标相邻设备232中的每一个的至少一个无线电设备可以在mmWave频段中的一个或多个信道处操作。
在图2的示例中，集群中的第一网络设备210和第二网络设备220可以如下使用分时(time-share)传输与第一相邻设备230和第二相邻设备232通信。首先，集群中的每个网络设备(包括第一网络设备210和第二网络设备220)可以被配置为将信标间隔(即，连续信标扫描之间的时间)划分为多个子间隔。每个信标间隔可以以信标扫描(即，信标发送间隔)开始，随后是可选的相关波束成形训练(A-BFT)周期，其中相应的相邻设备可以响应于网络设备的波束扫描进行波束扫描，并且随后是数据传输间隔，该间隔中网络设备和相关的相邻设备之间的通信可以发生。在每个信标发送和/或A-BFT周期期间，集群中的每个网络设备可以被配置为在不同的子间隔期间(即，以分时方式)使用mmWave信道和/或在不同的子间隔期间传输信标和/或波束训练帧。在每个数据传输间隔期间，集群中的每个网络设备可以被配置为在不同的子间隔期间轮流与其各自的目标相邻设备通信。例如，在数据传输间隔的第一子间隔期间，第一网络设备210可以被配置为与第一目标相邻设备230通信，并且在数据传输间隔的第二子间隔期间，第二网络设备220可以被配置为与第二目标相邻设备230通信。在这种分时传输方案下，集群中的每个网络设备可以被配置为选择mmWave波束以最大化信号强度而不是SINR，因为网络设备不会经历来自集群中其他网络设备的相同mmWave信道中的链路间干扰。例如，在分时传输期间，集群中的每个网络设备可以被配置为选择mmWave波束以最大化mmWave波束的信噪比(SNR)(例如，通过至少执行路径标识指令122、估计AoA确定指令124和路径选择指令126)。
在本文描述的示例中，信号(例如，mmWave传播路径)的“信噪比”或“SNR”是指信号的功率(即，增益)除以背景噪声的功率。SNR可以具有功率比的单位(例如，分贝)。
在图2的示例中，集群中的第一网络设备210和第二网络设备220可以如下使用并发传输与第一相邻设备230和第二相邻设备232通信。首先，集群中的每个网络设备(包括第一网络设备210和第二网络设备220)可以被配置为通过执行路径标识122、估计AoA确定指令124和路径选择指令126，例如根据以上算法1所示的角分布估计技术、根据以上算法2的波束选择技术和/或根据以上算法3的PDP估计技术，生成与其相应目标相邻设备的通信和干扰路径的角分布。在该初始学习阶段(以下称为“STP”)期间，每个节点(例如，网络设备、相邻设备)采用在波束训练帧的波束扫描期间选择波束
Figure BDA0003031968120000242
的标准策略，以最大化信号强度R(即
Figure BDA0003031968120000241
)。此外，网络设备的集群中的主导设备(例如，第一网络设备210或第二网络设备220)可以确定在STP期间集群中的每个网络设备的平均网络吞吐量度量ηSTP，其中ηSTP指的是在过去X信标间隔上所有成功发送和接收的分组的总和，其中X指的是协议参数，并且可以在运行时被调整以确保低方差。例如，集群中的每个网络设备可以监视网络设备的ηSTP，然后将网络设备的ηSTP的值发送给主导设备。基于(例如，响应于)集群中的每个网络设备的ηSTP的传输值，主导设备可以确定集群中的每个网络设备的ηSTP。
接下来，在STP之后，在STP中节点为通信路径建立角分布并且集群中的每个网络设备为至少一个干扰路径建立这种分布，主导设备可以被配置为发起空间重用阶段(以下称为“SRP”)，该阶段中集群中的网络设备被配置为在信标间隔的数据间隔期间使用并发传输与它们各自的相邻设备(即，站)通信。如IEEE 802.11标准中所规定的，主导设备可以被配置为通过在其信标发送中将空间重用位设置为1，向其相邻设备和集群中的其他网络设备宣布(例如，发送信号以指示)SRP的开始。在SRP期间，每个节点(网络设备或站)可以通过至少执行如上所述的路径标识指令122、估计AoA确定指令124和路径选择指令126，选择mmWave波束以最大化SINR以限制沿可能的干扰路径方向(例如，每个网络设备与其目标相邻设备以外的相应相邻设备之间的mmWave传播路径)的能量传输，而不是单独最大化信号强度(例如，SNR)。因此，每个节点切换到SINR最大化波束，目标是最大化空间重用。在SRP的开始被宣布之后，所有网络设备和站将波束选择标准改变为SINR最大化，而不需要对其他节点处关于波束选择的知识进行任何反馈。此外，网络设备集群中的主导设备(例如，第一网络设备210或第二网络设备220)可以在SRP期间确定集群中的每个网络设备的平均网络吞吐量度量ηSRP，其中ηSRP指在过去X信标间隔上所有成功发送和接收的分组的总和，其中X指协议参数，并且可以在运行时中被调整以确保低方差。例如，集群中的每个网络设备可以监视网络设备的ηSRP，然后将网络设备的ηSRP的值发送给主导设备。基于(例如，响应于)集群中的每个网络设备的ηSRP的传输值，主导设备可以确定集群中的每个网络设备的ηSRP。基于(例如，响应于)确定针对集群中的网络设备ηSRP≥ηSTP，主导设备可以被配置为确定SRP在改善网络设备的网络吞吐量和空间重用方面是成功的。另一方面，基于(例如，响应于)在SRP期间(即，对于网络设备ηSRP＜ηSTP)集群中的网络设备的平均网络吞吐量ηSRP恶化的确定，主导设备可以被配置为将网络设备从集群中取消分组。在这样的示例中，一个或多个网络设备(例如，主导设备、未分组的网络设备、集群中的其他剩余网络设备)可以被配置为切换回信号强度(例如，SNR)最大化策略以用于波束选择。
例如，在图2的示例系统200中，第一网络设备210可以被指定为系统200中的网络设备集群的主导设备。第一网络设备210可以由控制器，或者按照mmWave标准(例如，802.11ad、802.11ay)以分布式方式(没有控制器)指定为主导设备。第一网络设备210(即，指定的主导设备)可以基于网络设备或其相应的相邻设备中的一个或多个在第一网络设备210的覆盖范围内的确定，将网络设备分组到集群中。例如，第一网络设备210可以基于第二网络设备220或其相应的一个或多个相邻设备(例如，第二目标相邻设备232)在第一网络设备210的相邻设备集合中的确定，将第二网络设备220分组到集群中。
在图2的示例中，集群中的每个网络设备(包括第一网络设备210和第二网络设备220)可以被配置为在STP期间监视网络设备的平均网络吞吐量ηSTP。集群中的每个网络设备可以向第一网络设备210发送用于STP的平均网络吞吐量ηSTP值。然后，第一网络设备210可以被配置为向其相应的相邻设备(包括目标相邻设备230)和集群中的其他网络设备(包括第二网络设备220)宣布SRP的开始。在SRP的开始被宣布之后，第一网络设备210和第二网络设备220以及它们各自的相邻设备将波束选择准则改变为SINR最大化，而不需要对其他节点处关于波束选择的知识进行任何反馈。在SRP期间，第一网络设备210和第二网络设备220中的每一个可以通过执行至少如上所述的路径标识指令122、估计AoA确定指令124和路径选择指令126来选择mmWave波束以最大化SINR以限制沿干扰路径方向的能量传输。在SRP期间，第一网络设备210可以配置集群中的每个网络设备以使用相同的mmWave信道并发地通信。例如，第一网络设备210可以在第二网络设备220使用第二mmWave波束与第二目标相邻设备232通信(例如，通过至少执行通信指令128)的同时(即，同时)使用第一mmWave波束与第一目标相邻设备230通信(例如，通过执行至少通信指令128)。
在图2的示例中，集群中的每个网络设备(包括第一网络设备210和第二网络设备220)可以被配置为在SRP期间监视网络设备的平均网络吞吐量ηSRP。集群中的每个网络设备可以将SRP期间的平均网络吞吐量ηSRP值发送给第一网络设备210(即，主导设备)。第一网络设备210可以被配置为，对于集群中的每个网络设备，在集群中的网络设备使用相同的mmWave信道确定集群中的网络设备的并发通信期间网络设备的第一平均吞吐量ηSRP，并且对于集群中的每个网络设备，使用相同的mmWave信道确定在集群中的网络设备的分时通信期间网络设备的第二平均吞吐量ηSTP。对于集群中的每个网络设备，基于(例如，响应于)确定对于网络设备ηSRP≥ηSTP，第一网络设备210可以确定SRP在改善网络吞吐量和空间重用方面是成功的。此外，对于集群中的每个网络设备，基于(例如，响应于)确定对于网络设备ηSRP＜ηSTP，第一网络设备210可以从集群中取消对网络设备的分组。在这样的示例中，第一网络设备210和第二网络设备220中的一个或两者可以被配置为切换回用于波束选择的信号强度(例如，SNR)最大化策略。
以这种方式，图2的示例系统200可以为mmWave Wi-Fi提供高空间重用。例如，第一网络设备210和第二网络设备230中的每一个可以标识网络设备与包括目标相邻设备的一组相应相邻设备之间的多个所标识的mmWave传播路径，以及，对于该组中的各个相邻设备，确定网络设备和各个相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA，从而标识第一网络设备210和第二网络设备220中的每个与其各自的目标相邻设备之间的可能通信路径、第一网络设备210和第二网络设备220中的每个与其各自的集合中的其他相邻设备之间的可能干扰路径，以及这些路径的空间方向(例如，角方向)。此外，第一网络设备210和第二网络设备220中的每一个可以选择mmWave波束中的一个，该mmWave波束沿网络设备和相应的目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA使SINR最大化，以及使用所选择的mmWave波束与目标相邻设备通信，从而使用mmWave波束在第一网络设备210和第二网络设备220中的每一个及其相应的目标相邻设备之间提供mmWave通信，该mmWave波束减轻沿网络设备和集群中在相同频道和空间资源中操作的其他网络设备之间的干扰路径的链路间干扰。
此外，在图2的示例系统200中，第一网络设备210可以被指定为包括第一网络设备210和第二网络设备220的网络设备的集群的主导设备，并确定，对于集群中的每个网络设备，在使用相同mmWave信道的集群中的网络设备的分时传输期间的网络设备的第一平均吞吐量ηSTP和在使用相同mmWave信道的集群中的网络设备的并发传输期间的网络设备的第二平均吞吐量ηSRP，并且基于确定对于第二网络设备220，ηSRP＜ηSTP，将第二网络设备220从集群中取消分组的确定，从而确保第一网络设备210和第二网络设备220在相同mmWave信道中的并发传输仅在这样的传输产生改善的净吞吐量和空间重用时才发生。
图3是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例方法300的流程图。尽管下面参照网络设备100描述方法300的执行，但是可以利用适合于方法300的执行的其他网络设备。此外，方法300的实现不限于这样的示例。虽然在方法300中仅示出了五个框，但方法300可以包括本文所述的其它动作。此外，尽管框以顺序示出，但图3中描述的框可以以任何顺序和在任何时间执行。此外，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以省略方法300中所示的一些框。
参照图3，在方法300的框305处，路径标识指令122在由处理资源110执行时，可以基于网络设备使用多个mmWave波束从每个相邻设备接收的波束训练帧的PDP，标识网络设备100与包括目标相邻设备的一组相邻设备之间的多个mmWave传播路径。网络设备100和相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径可以提供网络设备100和相邻设备之间的无线通信链路。
在方法300的框310处，当由处理资源110执行时，估计AoA确定指令124可以基于从相邻设备接收的波束训练帧的PDP，为该组中的每个相邻设备确定网络设备100和相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA。
在方法300的框315处，路径选择指令126在由处理资源110执行时，可以选择mmWave波束中的一个，该mmWave波束沿网络设备100和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA使SINR最大化。例如，所选择的mmWave波束可以使沿网络设备100和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA的接收波束训练帧的SINR最大化。在一些示例中，所选择的mmWave波束沿网络设备与该组中的除目标相邻设备之外的其他相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA使来自该组中的除目标相邻设备之外的其他相邻网络设备的干扰最小化。
在方法300的框320处，当由处理资源110执行时，通信指令128可以使用所选择的mmWave波束与目标相邻设备通信。通信指令128可以包括从目标相邻设备接收沿对应于所选择的mmWave波束的估计AoA的mmWave信号的指令。此外，通信指令可以包括沿对应于所选择的mmWave波束的估计AoA向目标相邻设备发送mmWave信号的指令。
图4是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例方法400的流程图。尽管下面参照网络设备100描述方法400的执行，但是可以利用适合于方法400的执行的其他网络设备。此外，方法400的实现不限于这样的示例。虽然在方法400中仅示出了五个框，但方法400可以包括本文所述的其它动作。此外，尽管框是按顺序示出的，但图4中描述的框可以按任何顺序和在任何时间执行。此外，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以省略方法400中所示的一些框。
参照图4，在方法400的框405处，路径标识指令122在被执行时可以生成每个PDP，其中每个PDP将网络设备100使用mmWave波束之一接收的波束训练帧的信号强度映射为时间延迟的函数。
在方法400的框410处，路径标识指令122在被执行时，可以针对每个PDP标识信号强度超过预定阈值(即，“第一预定阈值”)的PDP脉冲的数量以及与PDP的每个脉冲相关联的时间延迟。
在方法400的框415处，路径标识指令122在执行时可以生成使用mmWave波束接收的波束训练帧的PDP的聚合路径分布，其中聚合路径分布将所接收的PDP的波束训练帧的聚合信号强度映射为时间延迟的函数。此外，在方法400的框415处，路径标识指令122在执行时可以通过基于PDP的脉冲的时间延迟对齐PDP并叠加所对齐的PDP来生成PDP的聚合分布。
在方法400的框420处，路径标识指令122在执行时可以标识聚合信号强度超过聚合路径分布的预定阈值(即，“第二预定阈值”)的聚合路径分布的脉冲的数量。
在方法400的框425处，路径标识指令122在执行时可以确定mmWave传播路径的总数等于聚合路径分布的脉冲的数目。
图5是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例方法500的流程图。尽管下面参照网络设备100描述方法500的执行，但是可以利用适合于方法500的执行的其他网络设备。此外，方法500的实现不限于这样的示例。虽然在方法500中仅示出了两个框，但方法500可以包括在本文中描述的其他动作。此外，尽管框以顺序示出，但图5中描述的框可以以任何顺序和在任何时间执行。此外，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以省略方法500中所示的一些框。
在方法500的框505处，估计AoA确定指令124在执行时可以基于从相邻设备接收的波束训练帧的PDP生成概率密度函数，该概率密度函数指示所标识的mmWave传播路径中的每一个mmWave传播路径沿多个角中的每一个角的概率。此外，用于生成概率密度函数的估计AoA确定指令124可以包括指令：对于每个所标识的mmWave传播路径：针对所标识的mmWave传播路径的每个mmWave波束：(1)对于每个角，确定沿该角接收的波束训练帧的预定辐射图案的波束指向性增益，(2)基于来自相邻设备的所接收的波束训练帧的PDP，使用mmWave波束确定所标识的mmWave传播路径的路径强度增益，以及(3)对于每个角，计算沿该角的波束指向性增益和使用mmWave波束标识的mmWave传播路径的路径强度增益的乘积。
在方法500的框510处，估计AoA确定指令124当被执行时，可以针对所标识的mmWave传播路径中的每一个mmWave传播路径确定所标识的mmWave传播路径的估计AoA是沿所标识的mmWave传播路径的角中具有最高概率的角之一，如概率密度函数所指示的。
图6是用于mmWave Wi-Fi高空间重用的示例方法600的流程图。尽管下面参照网络设备100描述方法600的执行，但是可以利用适合于方法600的执行的其他网络设备。此外，方法600的实现不限于这样的示例。虽然在方法600中仅示出了两个框，但方法600可以包括在本文中描述的其他动作。此外，尽管框以顺序示出，但图6中描述的框可以以任何顺序和任何时间执行。此外，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以省略方法600中所示的一些框。
在方法600的框605处，路径选择指令126在执行时可以针对每个mmWave波束确定以下之间的比率：(1)沿网络设备100和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AoA的波束指向性增益的和；以及(2)沿网络设备100和该组中每一个其它相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AOA的波束方向性增益的和。例如，所确定的比率可以是以下之间的比率：(1)沿网络设备100和目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计的AoA的所接收的波束训练帧的波束指向性增益的和；以及(2)沿网络设备100和该组中的每一个其它相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计AOA的所接收的波束训练帧的波束方向性增益的和。
在方法600的框610处，路径选择指令126在执行时可以确定所选择的mmWave波束之一具有mmWave波束的比率中的比率的最高值。
图7是示例性计算机系统700框图，在该示例性计算机系统700中，可以实现本文描述的各种实施例以用于mmWave Wi-Fi的高空间重用。
计算机系统700包括用于传送信息的总线705或其它通信机制、与总线705耦合用于处理信息的至少一个硬件处理器710。至少一个硬件处理器710例如可以是至少一个通用微处理器。
计算机系统700还包括主存储器715，诸如随机存取存储器(RAM)、高速缓存、其它动态存储设备等，或其组合，其耦合到总线705，用于存储信息和要由至少一个处理器710执行的一个或多个指令。主存储器715还可以用于在要由至少一个处理器710执行的一个或多个指令的执行期间存储临时变量或其他中间信息。当存储在至少一个处理器710可访问的存储介质上时，这样的一个或多个指令将计算机系统700呈现为专用机器，该专用机器被定制以执行在一个或多个指令中指定的操作。
计算机系统700还可以包括耦合到总线705的只读存储器(ROM)720或其它静态存储设备，用于存储要由至少一个处理器710执行的一个或多个指令的静态。当存储在至少一个处理器710可访问的存储介质上时，这样的一个或多个指令将计算机系统700呈现为专用机器，该专用机器被定制以执行在一个或多个指令中指定的操作。
计算机系统700还可以包括用于至少一个处理器710的信息和一个或多个指令。可以提供至少一个存储设备725，例如磁盘、光盘或USB拇指驱动器(闪存驱动器)等，或其组合，并将其耦合到总线705，用于存储信息和一个或多个指令。
计算机系统700还可以包括耦合到总线705的显示器730，用于向用户显示图形输出。计算机系统700还可以包括输入设备735，例如键盘、照相机、麦克风等或其组合，耦合到总线705以提供来自用户的输入。计算机系统700还可以包括光标控制器740，诸如鼠标、指针、触笔等或其组合，其耦合到总线705以提供来自用户的输入。
计算机系统700还可以包括耦合到总线705的至少一个网络接口745，例如网络接口控制器(NIC)、网络适配器等或其组合，用于将计算机系统700连接到至少一个网络。
一般地，如本文所使用的词语“组件”、“系统”、“数据库”等可以指代硬件或固件中包含的逻辑，或指代可以具有入口和出口点的软件指令的集合，该软件指令以编程语言(例如Java、C或C++)编写。软件组件可以被编译并链接到可执行程序中，安装在动态链接库中，或者可以用解译的编程语言(例如，BASIC、Perl或Python)编写。应当理解，软件组件可以是可从其他组件或从其自身调用的，和/或可以基于(例如，响应于)检测到的事件或中断来调用。被配置用于在计算设备上执行的软件组件可以被提供在计算机可读介质上，诸如压缩盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质，或者作为数字下载(并且可以原始地以需要在执行之前安装、解压缩或解密的压缩或可安装格式存储)这样的软件代码可以部分地或全部地存储在正在执行的计算设备的存储器设备上，以便由计算设备执行。软件指令可以嵌入在固件中，例如EPROM。将进一步理解，硬件组件可以包括连接的逻辑单元，例如门和触发器，和/或可以包括可编程单元，例如可编程门阵列或处理器。
计算机系统700可以使用定制的硬连线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑来实现本文所描述的技术，其与计算机系统结合使得或编程计算机系统700为专用机器。根据一种实施例，本文的技术由计算机系统700基于(例如响应于)执行主存储器715中包含的一个或多个指令的一个或多个序列的至少一个处理器710来执行。这样的一个或多个指令可以从另一存储介质(诸如至少一个存储设备725)读取到主存储器715中。执行包含在主存储器715中的一个或多个指令的序列使得至少一个处理器710执行在本文中描述的处理步骤。在替代实施例中，硬连线电路可以代替软件指令或与软件指令结合使用。
在本文描述的示例中，术语“Wi-Fi”意味着包括符合任何IEEE 802.11标准的任何类型的无线通信，无论是802.11ac、802.11ax、802.11a、802.11n、802.11ad、802.11ay等。术语“Wi-Fi”目前由Wi-Fi
Figure BDA0003031968120000331
颁布。任何经Wi-Fi
Figure BDA0003031968120000332
公司测试和批准为“Wi-Fi认证”(一种注册商标)的产品都被认证为彼此可互操作，即使它们来自不同的制造商。拥有“Wi-Fi认证”(一种注册商标)产品的用户可以使用任何品牌的WAP和任何其他品牌的客户端硬件，这些硬件也是经过认证的。然而，通常，使用相同无线电频带(例如802.11ad或802.11ay的60GHz频段)的任何Wi-Fi产品将与任何其它产品一起工作，即使这样的产品没有“Wi-Fi认证”。术语“Wi-Fi”还旨在包括前述通信标准的未来版本和/或变型。通过引用将上述标准中的每一个并入本文。
在本文描述的示例中，“吞吐量”指的是在通信链路(例如，无线链路)上成功数据传输的速率。吞吐量可以取决于通信链路的带宽、跨通信链路的数据传输的最大速率(即，峰值数据速率或峰值比特速率)、或其组合。此外，吞吐量可以取决于在跨通信链路的数据传输期间数据分组丢失的量。例如，网络设备可以通过增加通信链路的带宽、减少在跨通信链路的数据传输期间的数据分组丢失或其组合来增加吞吐量，并由此改善性能。无线链路的吞吐量可以通过为建立无线链路而发送和/或接收的无线信号的信号质量的降低(例如，空闲空间路径损耗)而降低。
在本文描述的示例中，术语“非暂态介质”和类似术语是指包含或存储可执行指令的任何电子、磁、光或其他物理存储设备。非暂态介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘。易失性介质包括例如动态存储器。非暂态机器可读介质的常见形式包括，例如软盘、软磁盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其它磁性数据存储介质、CD-ROM、任何其它光学数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM、任何其它存储芯片或盒式存储器，以及它们的联网版本。
非暂态介质不同于传输介质，但可以与传输介质结合使用。传输介质参与在非暂态介质之间传输信息。例如，传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤。传输介质也可以采用声波或光波的形式，例如在无线电波和红外数据通信过程中产生的那些。
如本文所使用的，术语“或”可以以包含性或排他性的意义来解释。此外，对资源、操作或结构的单数描述不应被理解为排除复数。除非具体地另有说明，或在所使用的上下文中以其他方式理解，否则条件语言，例如“可以”、“能够”、“可能”或“能”，通常旨在传达某些实施例包括，而其他实施例不包括某些特征、元件和/或步骤。
本文件中使用的术语和短语及其变体，除非另有明确说明，应被解释为开放式而不是限制性的。作为前述的示例，术语“包括”应被理解为“包括但不限于”等的意思。术语“示例”用于提供所讨论项的示例性实例，而不是其穷尽性或限制性列表。术语“一”或“一个”应理解为“至少一个”、“一个或多个”或类似的意思。在某些情况下，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其他类似短语等扩大词语和短语的存在，不应被理解为意味着在可能不存在这种扩大词语的情况下有意或需要较窄的情况。
虽然本技术可能易受各种修改和替代形式的影响，但上面讨论的示例仅以示例的方式示出。应当理解，所述技术并不旨在限于本文公开的特定示例。实际上，本技术包括落入所附权利要求书的真正精神和范围内的所有替代方案、修改和等同物。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
由网络设备基于由所述网络设备使用多个毫米波(mmWave)波束从包括目标相邻设备的一组相邻设备中的每个相邻设备接收的波束训练帧的功率延迟分布(PDP)，标识所述网络设备和所述一组相邻设备之间的多个mmWave传播路径；
由所述网络设备针对所述组中的每个相邻设备，基于从所述相邻设备接收的波束训练帧的所述PDP，确定所述网络设备和所述相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计到达角(AoA)；
由所述网络设备选择所述mmWave波束中的一个mmWave波束，所述一个mmWave波束使沿着所述网络设备和所述目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA的信干噪比(SINR)最大化；以及
由所述网络设备使用所选择的mmWave波束与所述目标相邻设备通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所选择的mmWave波束沿着所述网络设备与所述组中的除所述目标相邻设备之外的其他相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA使来自所述组中的除所述目标相邻设备之外的所述其他相邻网络设备的干扰最小化。
3.根据权利要求1所述的方法，其中标识所述网络设备和所述一组相邻设备之间的所述多个mmWave传播路径包括：
由所述网络设备生成使用所述mmWave波束接收的波束训练帧的所述PDP的聚合路径分布，其中所述聚合路径分布将所述PDP的所接收的波束训练帧的聚合信号强度映射为时间延迟的函数；
由所述网络设备标识所述聚合信号强度超过预定阈值的所述聚合路径分布的脉冲的数目；以及
由所述网络设备确定所述mmWave传播路径的总数等于所述聚合路径分布的脉冲的所述数目。
4.根据权利要求3所述的方法，其中生成所述聚合路径分布包括：
由所述网络设备生成所述PDP中的每个PDP，其中所述PDP中的每个PDP将由所述网络设备使用所述mmWave波束中的一个mmWave波束接收的波束训练帧的信号强度映射为时间延迟的函数；
由所述网络设备针对所述PDP中的每个PDP，标识所述信号强度超过另一预定阈值的所述PDP的脉冲的数目和与每个脉冲相关联的时间延迟；以及
由所述网络设备，通过基于所述PDP的所述脉冲的所述时间延迟来对齐所述PDP并且叠加所对齐的PDP来生成所述聚合路径分布。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述网络设备和所述相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA包括：
由所述网络设备，基于从所述相邻设备接收的波束训练帧的所述PDP，生成概率密度函数，所述概率密度函数指示所标识的mmWave传播路径中的每一个mmWave传播路径沿着多个角中的每个角的概率；以及
由所述网络设备针对每个所标识的mmWave传播路径，确定所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA对应于所述角中的至少一个角，如由所述概率密度函数所指示的，所述至少一个角在沿着所标识的mmWave传播路径的所述角之中具有最高概率。
6.根据权利要求5所述的方法，其中生成所述概率密度函数包括：
针对所标识的mmWave传播路径中的每个所标识的mmWave传播路径：
针对所标识的mmWave传播路径的所述mmWave波束中的每个mmWave波束：
由所述网络设备针对所述角中的每个角，确定所接收的波束训练帧的预定辐射图案的沿着所述角的波束指向性增益；
由所述网络设备，基于从所述相邻设备接收的波束训练帧的所述PDP，使用所述mmWave波束确定所标识的mmWave传播路径的路径强度增益；以及
由所述网络设备，针对所述角中的每个角，使用所述mmWave波束计算沿着所述角的所述波束指向性增益与所标识的mmWave传播路径的所述路径强度增益的乘积。
7.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述mmWave波束中的所述一个mmWave波束包括：
由所述网络设备针对所述mmWave波束中的每个mmWave波束，确定以下项之间的比率：
(1)沿着所述网络设备和所述目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA的波束指向性增益的和；以及
(2)沿着所述网络设备和所述组中的每一个其它相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA的波束指向性增益的和；以及
由所述网络设备确定所述mmWave波束中的所选择的一个mmWave波束具有所述mmWave波束的所述比率之中的所述比率的最高值。
8.根据权利要求1所述的方法，其中使用所选择的mmWave波束与所述目标相邻设备通信包括：
由所述网络设备从所述目标相邻设备接收沿着与所选择的mmWave波束相对应的所述估计AoA的mmWave信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其中使用所选择的mmWave波束与所述目标相邻设备通信包括：
由所述网络设备沿着与所选择的mmWave波束相对应的所述估计AoA向所述目标相邻设备发送mmWave信号。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络设备根据IEEE802.11ad和802.11ay标准之一，使用mmWave操作信道与所述目标相邻设备通信。
11.一种第一网络设备，包括：
第一处理资源；以及
第一机器可读存储介质，包括能够由所述第一处理资源执行的指令，用于：
基于由所述第一网络设备使用多个毫米波(mmWave)波束从包括第一目标相邻设备的一组相邻设备中的每个相邻设备接收的波束训练帧的功率延迟分布PDP，(标识)所述第一网络设备和所述一组相邻设备之间的多个mmWave传播路径；
基于从所述相邻设备接收的波束训练帧的所述PDP，针对所述组中的每个相邻设备，确定所述第一网络设备和所述相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计到达角(AoA)；
在所述mmWave波束之中选择第一mmWave波束，所述第一mmWave波束使沿着所述第一网络设备和所述第一目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA的信干噪比(SINR)最大化；以及
使用所述第一mmWave波束与所述第一目标相邻设备通信。
12.一种系统，包括：
根据权利要求11所述的第一网络设备；以及
第二网络设备，包括：
第二处理资源；以及
第二机器可读存储介质，包括能够由所述第二处理资源执行的指令，用于：
使用与所述第一mmWave波束在相同的mmWave信道中的第二mmWave波束与第二目标相邻设备通信；
其中所述一组相邻设备包括所述第二网络设备。
13.根据权利要求12所述的系统，其中当所述第二网络设备使用所述第二mmWave波束与所述第二目标相邻设备通信时，所述第一网络设备并发地使用所述第一mmWave波束与所述第一目标相邻设备通信。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一机器可读存储介质的所述指令包括用于以下操作的指令：
基于确定所述第二网络设备在所述一组相邻设备中，将所述第一网络设备和所述第二网络设备分组为网络设备的集群；以及
将所述集群中的所述网络设备中的每个网络设备配置为使用相同mmWave信道并发通信。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述第一机器可读存储介质的所述指令包括用于以下操作的指令：
确定在使用相同mmWave信道的所述集群中的所述网络设备的分时传输期间所述第二网络设备的第一平均吞吐量；以及
确定在使用相同mmWave信道的所述集群中的所述网络设备的并发传输期间所述第二网络设备的第二平均吞吐量；
基于所述第二平均吞吐量小于所述第一平均吞吐量的确定，将所述第二网络设备从所述集群中取消分组。
16.一种制品，包括至少一个非暂态机器可读存储介质，所述至少一个非暂态机器可读存储介质包括能够由网络设备的至少一个处理资源执行的指令，用于：
基于由所述网络设备使用多个毫米波(mmWave)波束从包括目标相邻设备的一组相邻设备中的每个相邻设备接收的波束训练帧的功率延迟分布(PDP)，标识所述网络设备与所述一组相邻设备之间的多个mmWave传播路径；
基于从所述相邻设备接收的波束训练帧的所述PDP，针对所述组中的相邻设备中的每个相邻设备，确定所述网络设备和所述相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的估计到达角(AoA)；
选择mmWave波束中的一个mmWave波束，所述一个mmWave波束使沿着所述网络设备和所述目标相邻设备之间的每个标识的mmWave传播路径的估计AoA的信干噪比(SINR)最大化；以及
使用所选择的mmWave波束与所述目标相邻设备通信。
17.根据权利要求16所述的制品，其中用于标识所述网络设备和所述一组相邻设备之间的所述多个mmWave传播路径的所述指令包括用于以下操作的指令：
生成所述PDP中的每个PDP，其中所述PDP中的每个PDP将由所述网络设备使用所述mmWave波束中的一个mmWave波束接收的波束训练帧的信号强度映射为时间延迟的函数；
针对所述PDP中的每一个，标识所述信号强度超过第一预定阈值的所述PDP的脉冲的数目和与每个脉冲相关联的时间延迟；以及
通过基于所述PDP的所述脉冲的所述时间延迟来对齐所述PDP并且叠加所对齐的PDP来生成聚合路径分布，其中所述聚合路径分布将所述PDP的所接收的波束训练帧的聚合信号强度映射为时间延迟的函数；
标识所述聚合信号强度超过第二预定阈值的所述聚合路径分布的脉冲的数目；以及
确定mmWave传播路径的总数等于所述聚合路径分布的脉冲的所述数目。
18.根据权利要求16所述的制品，其中用于确定所述网络设备和所述相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA的所述指令包括用于以下操作的指令：
基于从所述相邻设备接收的波束训练帧的所述PDP，生成概率密度函数，所述概率密度函数指示所标识的mmWave传播路径中的每个所标识的mmWave传播路径沿着多个角中的每个角的概率；以及
针对所标识的mmWave传播路径中的每个所标识的mmWave传播路径，确定所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA对应于所述角中的至少一个角，如由所述概率密度函数所指示的，所述至少一个角在沿着所标识的mmWave传播路径的所述角之中具有最高概率。
19.根据权利要求16所述的制品，其中用于选择所述mmWave定向波束中的所述一个mmWave定向波束的所述指令包括用于以下操作的指令：
针对所述mmWave波束中的每个mmWave波束，确定以下项之间的比率：
(1)沿着所述网络设备和所述目标相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA的波束指向性增益的和；以及
(2)沿着所述网络设备和所述组中的除所述目标相邻设备之外的每一个其它相邻设备之间的每个所标识的mmWave传播路径的所述估计AoA的波束指向性增益的和；以及
确定所述mmWave波束中的所选择的一个mmWave波束具有所述mmWave波束的所述比率之中的所述比率的最高值。
20.根据权利要求16所述的制品，其中用于使用所选择的mmWave波束与所述目标相邻设备通信的所述指令包括用于以下操作的指令：
从所述目标相邻设备接收沿着与所选择的mmWave波束相对应的所述估计AoA的第一mmWave信号；以及
沿着与所选择的mmWave波束相对应的所述估计AoA向所述目标相邻设备发送第二mmWave信号。
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