DE102021109312B4

DE102021109312B4 - Hohe räumliche wiederverwendung für mmwave wi- fi

Info

Publication number: DE102021109312B4
Application number: DE102021109312.0A
Authority: DE
Inventors: Muhammad Kumail Haider; Kyu-Han Kim
Original assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2023-08-31
Anticipated expiration: 2041-04-15
Also published as: CN113873651A; CN113873651B; DE102021109312A1; US20210409089A1; US11418247B2

Abstract

Ein Verfahren (300; 400; 500; 600), das Folgendes umfasst,Identifizieren (305) durch ein Netzwerkgerät (100) einer Vielzahl von Millimeterwellen-Ausbreitungspfaden (mmWave) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und einem Satz benachbarter Geräte, wobei der Satz ein benachbarte Zielgeräts umfasst, basierend auf Leistungsverzögerungsprofilen (PDPs) von Strahltrainingsrahmen, die von dem Netzwerkgerät (100) von jedem der benachbarten Geräte unter Verwendung einer Vielzahl von mmWave-Strahlen empfangen wurden;wobei das Identifizieren der Vielzahl von mmWellen-Ausbreitungspfaden zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem Satz benachbarter Geräte Folgendes umfasst:Erzeugen durch das Netzwerkgerät (100) eines aggregierten Pfadprofils der PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen unter Verwendung der mmWave-Strahlen, wobei das aggregierte Pfadprofil eine aggregierte Signalstärke der empfangenen Strahltrainingsrahmen der PDPs als eine Funktion der Zeitverzögerung abbildet;Identifizieren durch das Netzwerkgerät (100) einer Anzahl von Impulsen des aggregierten Pfadprofils, bei denen die aggregierte Signalstärke einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet; undBestimmen durch das Netzwerkgerät (100), dass eine Gesamtzahl der mmWellen-Ausbreitungspfade gleich der Anzahl der Impulse des aggregierten Pfadprofils ist;Bestimmen (310) durch das Netzwerkgerät für jedes der benachbarten Geräte in dem Satz eines geschätzten Ankunftswinkels (AoA) (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Gerät, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von dem benachbarten Gerät;Auswählen (315) durch das Netzwerkgerät (100) einen der mmWave-Strahlen, der ein Signal-zu-Interferenz- und Rauschverhältnis (SINR) entlang der geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfades (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Zielgerät maximiert; undKommunizieren (320) durch das Netzwerkgerät (100) mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWave-Strahls.

Description

HINTERGRUND
In den letzten Jahren hat die Millimeterwellen-Kommunikationstechnologie (mmWave) in der Industrie große Aufmerksamkeit erregt. Im Folgenden bezieht sich der Begriff „mmWelle“ auf das Funkfrequenzspektrum zwischen 30 GHz und 300 GHz.
Die mmWellen-Kommunikation kann mindestens die folgenden Vorteile gegenüber der Kommunikation in Frequenzbändern unter 10 GHz bieten. Erstens bietet die mmWave-Kommunikation im Vergleich zur Kommunikation unter 10 GHz eine größere Kanalbandbreite und damit höhere potenzielle Datenraten. So bietet beispielsweise 60-GHz-Wi-Fi auf der Grundlage von IEEE 802.11ad eine Kanalbandbreite von 2,16 GHz, während 5-GHz-Wi-Fi auf der Grundlage von IEEE 802.11ac nur eine Kanalbandbreite von bis zu 160 MHz bietet. Darüber hinaus bietet 60-GHz-Wi-Fi auf der Grundlage von 802.11ad ein 14 GHz breites Spektrum im 60-GHz-Band und erweitert die erreichbaren Datenraten auf 100 Gigabit pro Sekunde (Gbps), was mehr als das Zehnfache der von 2,4- und 5-GHz-Wi-Fi erreichbaren Datenraten ist. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Richtwirkung der mmWave-Strahlen, dass die mmWave-Kommunikation im Vergleich zur Sub-10-GHzKommunikation einen geringeren Interferenz-Fußabdruck aufweist und mehr Verbindungen im selben Frequenzkanal und mit denselben räumlichen Ressourcen unterstützt. Darüber hinaus kann die mmWave-Kommunikation die Überlastung vermeiden, die bei der Sub-10-GHz-Kommunikation auftritt, da immer mehr Geräte die zellulare und Wi-Fi-Kommunikation in Sub-10-GHz-Bändern (z. B. 2,4 GHz, 5 GHz) übernehmen.
US 2020 / 0186 230 A1 beschreibt ein Antennenarray eines Benutzergeräts an dem mehrere Sendestrahlen mit ersten Breiten von einem Zugangspunkt empfangen werden. Das Array misst unter Verwendung eines Empfangsstrahls mit einer zweiten Breite, die breiter als die erste Breite ist, eine Qualitätsmetrik von jedem der Vielzahl von Sendestrahlen und bestimmt den Ankunftswinkel für mindestens einen gegebenen der Vielzahl von Sendestrahlen mit einer höchsten Qualitätsmetrik. Das Benutzergerät teilt dem Zugangspunkt Ergebnisse der Qualitätsmetrikmessung mit. Das Antennenarray empfängt von dem Zugangspunkt eine Auswahl, basierend auf der Benachrichtigung, eines besten der mehreren Sendestrahlen zur Übertragung von dem Zugangspunkt zu dem Benutzergerät. Das Antennenarray bildet einen Empfangsstrahl mit einer dritten Breite entlang des Ankunftswinkels, und die dritte Breite ist schmaler als die zweite Breite.
US 2018 / 0 091 947 A1 beschreibt ein Standortschätzsystem zum Schätzen eines Standorts eines drahtlosen Kommunikationsendgeräts, wobei das Standortschätzsystem eine erste bis M-te drahtlose Kommunikationsvorrichtung und eine Steuervorrichtung umfasst, wobei die i-te drahtlose Kommunikationsvorrichtung eine Kommunikationsschaltung umfasst, die im Betrieb ein Signal empfängt, von dem drahtlosen Kommunikationsendgerät übertragen wird unter Verwendung von Strahlen in Ni-Richtungen, und einer Steuerschaltung, die im Betrieb Ni-Empfangsqualitäten berechnet, die jeweils den Strahlen in den Ni-Richtungen entsprechen, und wobei die Steuervorrichtung die Steuerschaltung enthält, die im Betrieb die i-te Ankunftsrichtung des von der i-ten drahtlosen Kommunikationsvorrichtung empfangenen Signals schätzt, durch Vergleichen der Ni-Empfangsqualitäten mit den Strahlungswinkelcharakteristiken der Strahlen in den Ni-Richtungen und den Standort des drahtlosen Kommunikationsendgeräts schätzt, basierend auf der ersten bis der M-te geschätzten Ankunftsrichtungen und Standorte der ersten bis M-ten drahtlosen Kommunikationsgeräte.
KURZBESCHREIBUNG
Es ein Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 9 und ein Artikel gemäß Ansprüchen 10 bis 13 offenbart.
Figurenliste
Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, von denen:

1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Netzwerkgeräts für hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave Wi-Fi.
2 zeigt ein Blockdiagramm für ein Beispielsystem für hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave-Wi-Fi.
3 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für ein Verfahren mit hoher räumlicher Wiederverwendung für mmWave Wi-Fi.
4 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für ein Verfahren mit hoher räumlicher Wiederverwendung für mmWave Wi-Fi.
5 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für ein Verfahren mit hoher räumlicher Wiederverwendung für mmWave Wi-Fi.
6 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für ein Verfahren mit hoher räumlicher Wiederverwendung für mmWave Wi-Fi.
7 ist ein Blockdiagramm eines Beispiel-Computersystems, in dem verschiedene hier beschriebene Ausführungsformen für eine hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave-Wi-Fi implementiert werden können.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie bereits erwähnt, bietet die mmWave-Kommunikation im Vergleich zur Sub-10-GHz-Kommunikation höhere erreichbare Datenraten und größere Bandbreiten. Darüber hinaus bietet die hochgradige Richtungsabhängigkeit von Kommunikationsverbindungen in mmWave-Bändern das Potenzial für eine räumliche Wiederverwendung in mmWaveNetzen, indem mehrere gleichzeitige mmWave-Übertragungen im selben Frequenzkanal und in denselben räumlichen Ressourcen entlang verschiedener räumlicher Richtungen möglich sind. Der hier verwendete Begriff „räumliche Wiederverwendung“ bezieht sich auf die gleichzeitige Nutzung von Funkfrequenzressourcen (z. B. Frequenzkanäle innerhalb einer bestimmten räumlichen Ressource) durch mehrere Funkgeräte in unmittelbarer Nähe (z. B. innerhalb des Abdeckungsbereichs der anderen). Der Begriff „räumliche Ressource“ bezieht sich hier auf einen physischen Bereich, in dem sich drahtlose Übertragungen (mmWave-Übertragungen) ausbreiten können. Dieses Potenzial für Multi-Gbps-Daten und räumliche Wiederverwendung macht mmWave-Wi-Fi zu einer attraktiven Technologie, um die ständig steigenden Datenratenanforderungen von Wi-Fi-Netzwerken für dichte Bereitstellungen wie Flughäfen, Stadien, Konferenzräume usw. zu erfüllen, und auch für Anwendungen, die hohe Datenratenanforderungen unterstützen, wie virtuelle Realität und erweiterte Realität, hochauflösendes Echtzeit-Videostreaming (z. B. 4K, 8K usw.), drahtlose Anzeigen usw.
Trotz des großen Potenzials, das mmWave-Wi-Fi für Datenraten von mehreren Gbit/s und räumliche Wiederverwendung bietet, unterliegen Kommunikationsverbindungen im mmWave-Band höheren Freiraum-Pfadverlusten als Kommunikationsverbindungen unter 10 GHz. Um die Auswirkungen solcher Freiraum-Pfadverluste zu kompensieren, werden mmWave-Signale über gerichtete Strahlen von Antennen oder Antennengruppen (z. B. unter Verwendung von Beamforming-Techniken) übertragen, um den Gewinn der Kommunikationsverbindungen zu erhöhen. Doch selbst wenn mmWave-Signale über gerichtete Strahlen übertragen werden, weisen diese Strahlen erhebliche Nebenkeulen und andere Unvollkommenheiten auf, die Energie in unbeabsichtigte Richtungen ableiten (z. B. abstrahlen) können. Diese Unvollkommenheiten können zu Interferenzen zwischen mehreren gleichzeitigen mmWave-Wi-FiKommunikationsverbindungen führen, was zu Kollisionen und erheblichen Datenraten- (und Durchsatz-) Verlusten führen, die räumlichen Wiederverwendungsgewinne schmälern und/oder den Gesamtnetzdurchsatz für mmWave-Wi-Fi verringern kann.
Um diese Probleme zu lösen, bieten die hier beschriebenen Beispiele eine hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave Wi-Fi. Die hier beschriebenen Beispiele umfassen ein System und ein Verfahren, um durch ein Netzwerkgerät eine Vielzahl von mmWave-Ausbreitungspfaden zwischen dem Netzwerkgerät und einem Satz benachbarter Geräte einschließlich eines benachbarten Zielgeräts zu identifizieren, basierend auf Leistungsverzögerungsprofilen (PDPs) von Strahltrainingsrahmen, die das Netzwerkgerät von jedem der benachbarten Geräte unter Verwendung einer Vielzahl von mmWave-Strahlen empfängt, und Bestimmen eines geschätzten Ankunftswinkels (AoA) jedes identifizierten mmWellenAusbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät und dem benachbarten Gerät durch das Netzwerkgerät für jedes der benachbarten Geräte in dem Satz, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von dem benachbarten Gerät. Die hier beschriebenen Beispiele umfassen ein System und ein Verfahren, um durch das Netzwerkgerät einen der mmWellen-Strahlen auszuwählen, der ein Signal-Störungs-Rausch-Verhältnis (SINR) entlang des geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät und dem benachbarten Zielgerät maximiert, und um durch das Netzwerkgerät mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWellen-Strahls zu kommunizieren.
Auf diese Weise können die hier beschriebenen Beispiele eine hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave-Wi-Fi bieten. Beispielsweise können die hierin beschriebenen Beispiele eine Vielzahl von mmWellen-Ausbreitungspfaden zwischen einem Netzwerkgerät und einem Satz benachbarter Geräte, einschließlich eines benachbarten Zielgeräts, identifizieren und für jedes der benachbarten Geräte in dem Satz einen geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät und dem benachbarten Gerät bestimmen, wodurch Kommunikationspfade zwischen dem Netzwerkgerät und dem benachbarten Zielgerät identifiziert werden, Interferenzpfade zwischen dem Netzwerkgerät und anderen benachbarten Geräten in dem Satz identifiziert werden und die räumlichen Richtungen (z. B. Winkelrichtungen) solcher Pfade bestimmt werden. Darüber hinaus können die hier beschriebenen Beispiele einen der mmWave-Strahlen auswählen, der einen SINR entlang des geschätzten AoA jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät und dem benachbarten Zielgerät maximiert, und mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWave-Strahls kommunizieren, wodurch mmWave-Kommunikationen zwischen dem Netzwerkgerät und dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung eines mmWave-Strahls bereitgestellt werden, der Interlink-Interferenzen entlang der Interferenzpfade zwischen dem Netzwerkgerät und den anderen benachbarten Geräten in der Menge, die im selben Frequenzkanal und mit denselben räumlichen Ressourcen arbeiten, abschwächt.
In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich ein „Leistungsverzögerungsprofil“ oder „PDP“ auf eine Abbildung der Intensität (d. h. der Signalstärke) eines empfangenen Signals (z. B. empfangene BeamformingTrainingsrahmen) über einen Mehrwegekanal als Funktion der Zeitverzögerung. Die Zeitverzögerung ist ein Unterschied in der Laufzeit zwischen den Mehrwegeingängen des empfangenen Signals. Ein Leistungsverzögerungsprofil kann die Intensität des empfangenen Signals als Leistungsverhältnis (z. B. in Dezibel) und die Zeitverzögerung in Zeiteinheiten (z. B. in Sekunden) messen.
In den hier beschriebenen Beispielen beziehen sich „Strahltrainingsframes“ auf Datenframes, die drahtlos von einem Knoten (z. B. Nachbargerät) zu einem anderen Knoten (z. B. Netzwerkgerät 100) übertragen werden, um Einstellungen (z. B. Antenneneinstellungen) für die Erzeugung eines Richtstrahls zu bestimmen und eine Kommunikationsverbindung zwischen den Knoten herzustellen. Strahltrainingsrahmen können alle geeigneten Formate umfassen, die mit allen geeigneten Strahlformungstechniken oder -protokollen (z. B. Sektor-Level-Sweep, Strahlverfeinerungsprotokoll usw.) für einen oder mehrere mmWave-Wi-Fi-Standards (z. B. 802.11ad, 802.11ay usw.) übereinstimmen, die heute bekannt sind oder später entwickelt werden. Beispielsweise können Strahltrainingsrahmen 802.11 ad- oder 802.11 ay-PHY-Pakete (z. B. vom Steuerungstyp, Einzelträgertyp, Orthogonal-Frequenzmultiplex-Typ usw.) mit Strahlformungs-Trainingssequenzen umfassen.
In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich ein „Ankunftswinkel“ oder „AoA“ eines Signals (z. B. mmWave-Ausbreitungsweg) auf eine Winkelrichtung, in der das Signal an einem Knoten (z. B. Netzwerkgerät 100) empfangen wird. Die AoA kann als Elevationswinkel und/oder als Azimutwinkel in Bezug auf eine Azimutebene (d. h. eine horizontale Ebene) gemessen werden.
In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich das „Signal-Störungs-Rausch-Verhältnis“ oder „SINR“ eines Signals (z. B. mmWave-Ausbreitungsweg) auf die Leistung (d. h. die Verstärkung) des Signals geteilt durch die Summe der Störleistung eines oder mehrerer Störsignale und der Leistung des Hintergrundrauschens. Der SINR kann in Einheiten des Leistungsverhältnisses (z. B. Dezibel) angegeben werden.
1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Netzwerkgeräts 100 für hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave Wi-Fi. Die Netzwerkvorrichtung 100 umfasst mindestens eine Verarbeitungsressource 110 und mindestens ein maschinenlesbares Speichermedium 120, das mindestens Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122, Anweisungen zur geschätzten AoA-Bestimmung 124, Anweisungen zur Pfadauswahl 126 und Kommunikationsanweisungen 128 umfasst (z. B. kodiert mit diesen Anweisungen), die von der mindestens einen Verarbeitungsressource 110 der Netzwerkvorrichtung 100 ausgeführt werden können, um die hierin in Bezug auf die Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122, Anweisungen zur geschätzten AoA-Bestimmung 124, Anweisungen zur Pfadauswahl 126 und Kommunikationsanweisungen 128 beschriebenen Funktionen zu implementieren.
Im Beispiel von 1 kann das Netzwerkgerät 100 beliebige Netzwerkdatenübertragungsoperationen durchführen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Switching, Routing, Bridging oder eine Kombination davon. In einigen Beispielen kann das Netzwerkgerät 100 einen drahtlosen Zugangspunkt (WAP) umfassen. In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich ein „WAP“ im Allgemeinen auf Empfangspunkte für jede bekannte oder geeignete drahtlose Zugangstechnologie, die später bekannt werden kann. Insbesondere soll der Begriff WAP nicht auf WAPs beschränkt werden, die den IEEE 802.11- Standards entsprechen. Ein WAP ist im Allgemeinen ein elektronisches Gerät, das es drahtlosen Geräten ermöglicht, sich über verschiedene Kommunikationsstandards mit einem kabelgebundenen Netz zu verbinden. Ein WAP kann alle notwendigen Hardwarekomponenten enthalten, um die hierin offengelegten Erfindungen auszuführen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Prozessoren, Speicher, Anzeigegeräte, Eingabegeräte, Kommunikationsgeräte usw. Einem Fachmann wird klar sein, dass es sich bei dem Netzwerkgerät 100 um jeden geeigneten Typ von Netzwerkgerät handeln kann, der von einem oder mehreren geeigneten Herstellern stammt.
Im Beispiel von 1 enthält das Netzwerkgerät 100 mindestens ein Funkgerät (nicht dargestellt), das im mmWave-Band arbeitet. Darüber hinaus kann das mindestens eine Funkgerät des Netzwerkgeräts 100 auf einem oder mehreren Kanälen im mmWave-Band arbeiten. Zum Beispiel kann das Netzwerkgerät 100 mindestens ein Funkgerät umfassen, das auf einem oder mehreren Kanälen im 60-GHz-Band gemäß mindestens einem der Standards IEEE 802.11ad und 802.11ay arbeitet. Ein Fachmann wird verstehen, dass das mindestens eine Funkgerät des Netzwerkgeräts 100 auf jedem geeigneten Kanal bzw. Kanälen und in jedem geeigneten Frequenzband bzw. Frequenzbändern im mmWave-Band betrieben werden kann und jedem geeigneten Typ bzw. geeigneten Typen von drahtlosen Kommunikationsstandards entsprechen kann, die heute bekannt sind oder später entwickelt werden. Darüber hinaus wird ein Fachmann verstehen, dass das Netzwerkgerät 100 ein, zwei, vier, acht oder eine beliebige Anzahl von Funkgeräten umfassen kann, die im mmWave-Band arbeiten.
Im Beispiel von 1 kann das mindestens eine Funkgerät des Netzwerkgeräts 100 eine Antenne umfassen, die gerichtete mmWave-Strahlen, omnidirektionale, pseudo-omnidirektionale mmWave-Strahlen oder eine Kombination davon sendet und/oder empfängt. In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich ein „gerichteter“ Strahl auf ein Signal, das stärker in eine oder mehrere Richtungen im Vergleich zu einer oder mehreren anderen Richtungen entlang einer AzimutEbene (d.h. horizontalen Ebene) abstrahlt, während sich ein „omnidirektionaler“ Strahl auf ein Signal bezieht, das in alle Richtungen entlang einer Azimut-Ebene gleichermaßen abstrahlt. In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich ein „pseudoomnidirektionaler“ Strahl außerdem auf ein Signal, das in einer oder mehreren Richtungen stärker strahlt als in einer oder mehreren anderen Richtungen entlang einer Azimutalebene, aber auch in einer oder mehreren anderen Richtungen entlang der Azimutalebene gleich stark strahlt. In einigen Beispielen kann das mindestens eine Funkgerät des Netzwerkgeräts 100 eine phasengesteuerte Gruppenantenne umfassen, die einen gerichteten Strahl und/oder einen pseudoomnidirektionalen Strahl erzeugen kann. In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich eine „phasengesteuerte Gruppenantenne“ auf eine Gruppe von Antennenelementen, die ein Richtungssignal erzeugen kann, das elektronisch so gesteuert werden kann, dass es in verschiedene Richtungen zeigt. Eine phasengesteuerte Gruppenantenne kann Hochfrequenzenergie in bestimmte Raumrichtungen (z. B. Winkelrichtungen) fokussieren (z. B. abstrahlen). Im Beispiel von 1 kann das Netzwerkgerät 100 so konfiguriert sein, dass es die phasengesteuerte Gruppenantenne auf der Grundlage eines Strahlformungscodebuchs elektronisch steuert, das die Konfigurationen der Antennenelemente speichert, um den mmWave-Strahl in jede einer Vielzahl von Richtungen (z. B. Winkelrichtungen) zu lenken. Das Strahlformungscodebuch kann in dem mindestens einen maschinenlesbaren Speichermedium 120 oder einer externen Ressource (z. B. einem Server oder einer Cloud-Ressource, die mit dem Netzwerk verbunden ist) gespeichert sein, die mit dem Netzwerkgerät 100 kommuniziert (z. B. über den Netzwerkpfad 140).
Im Beispiel von 1 kann das Netzwerkgerät 100 so konfiguriert sein (z. B. kodiert mit Anweisungen, die von mindestens einer Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden können), dass es Netzwerkanforderungen 150 über einen oder mehrere Netzwerkpfade 140 empfängt, um mit einem oder mehreren benachbarten Geräten (z. B. einem Client-Gerät, einem anderen Netzwerkgerät usw.) zu kommunizieren. Der/die Netzwerkpfad(e) 140 kann/können jede geeignete(n) Kommunikationsverbindung(en) 142 (z. B. verdrahtet oder drahtlos, direkt oder indirekt, usw.) zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einem Netzwerk umfassen. Die Netzwerkanforderung(en) 150 kann (können) alle geeigneten Anweisungen enthalten, um das Netzwerkgerät 100 anzuweisen, mit einem oder mehreren benachbarten Geräten zu kommunizieren (z. B. um zumindest Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122, Anweisungen zur geschätzten AoA-Bestimmung 124, Anweisungen zur Pfadauswahl 126 und Kommunikationsanweisungen 128 auszuführen).
In den hier beschriebenen Beispielen kann ein „Netzwerkpfad“ eine Kombination aus Hardware (z. B. Kommunikationsschnittstellen, Kommunikationsverbindungen usw.) und Anweisungen (z. B. ausführbar durch eine Verarbeitungsressource) umfassen, um einen Befehl (z. B. eine Netzwerkanforderung 150) an eine externe Ressource (Server, Cloud-Ressource usw.), die mit dem Netzwerk verbunden ist, zu übermitteln (z. B. zu empfangen oder zu senden).
Im Beispiel von 1 kann das Netzwerkgerät 100 so konfiguriert sein (z. B. kodiert mit Befehlen, die von mindestens einer Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden können), dass es Kommunikationssignale 170 über den /die Kommunikationspfad(e) 160 sendet oder empfängt, um die Kommunikation mit dem einen oder den mehreren benachbarten Geräten herzustellen. Der/die Kommunikationspfad(e) 160 kann/können jede geeignete(n) Kommunikationsverbindung(en) 162 (z. B. verdrahtet oder drahtlos, direkt oder indirekt) zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einem oder mehreren benachbarten Geräten umfassen. Beispielsweise kann das Netzwerkgerät 100 einen mmWaveStrahl an ein oder mehrere benachbarte Geräte senden oder einen mmWave-Strahl von einem oder mehreren benachbarten Geräten über das mindestens eine Funkgerät, das im mmWave-Band arbeitet, empfangen, um die Kommunikationsverbindung(en) 162 herzustellen. Das (die) Kommunikationssignal(e) 170 kann (können) alle geeigneten Anweisungen enthalten, um das Netzwerkgerät 100 anzuweisen, mit einem oder mehreren benachbarten Geräten zu kommunizieren (z. B. um mindestens Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122, Anweisungen zur geschätzten AoA-Bestimmung 124, Anweisungen zur Pfadauswahl 126 und Kommunikationsanweisungen 128 durchzuführen).
In den hier beschriebenen Beispielen kann ein „Kommunikationspfad“ eine Kombination aus Hardware (z. B. Kommunikationsschnittstellen, Kommunikationsverbindungen usw.) und Anweisungen (z. B. ausführbar durch eine Verarbeitungsressource) umfassen, um einen Befehl (z. B. ein Kommunikationssignal 170) mit einem benachbarten Gerät zu kommunizieren (z. B. zu empfangen oder zu senden).
Im Beispiel von 1 umfasst jedes benachbarte Gerät ein Client-Gerät (d. h. eine Station) im Abdeckungsbereich des Netzwerkgeräts 100. In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich der Begriff „Erfassungsbereich“ auf eine maximale Entfernung, bei der eine erfolgreiche Datenübertragung über eine drahtlose Verbindung (z. B. einen mmWave-Ausbreitungspfad) stattfindet, selbst wenn der Durchsatz einer solchen Datenübertragung gering ist. Jedes benachbarte Gerät verfügt über einen Prozessor, einen Speicher und Eingabe-/Ausgabeschnittstellen für die drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation. Darüber hinaus kann jedes benachbarte Gerät beliebige Netzwerkdatenübertragungsoperationen durchführen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Switching, Routing, Bridging oder eine Kombination davon. In einigen Beispielen kann ein benachbartes Gerät einen WAP umfassen. In einigen Beispielen kann ein benachbartes Gerät einen Laptop, einen Desktop-Computer, ein mobiles Gerät und/oder andere drahtlose Geräte umfassen, obwohl die Beispiele der Offenlegung nicht auf solche Geräte beschränkt sind. In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich ein „mobiles Gerät“ auf ein Gerät, das von einem Benutzer getragen wird (oder getragen werden kann) und/oder getragen wird. Ein mobiles Gerät kann zum Beispiel ein Telefon (z. B. ein Smartphone), ein Tablet, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), eine intelligente Brille und/oder ein am Handgelenk getragenes Gerät (z. B. eine Smartwatch) sein, neben anderen Arten von mobilen Geräten.
Im Beispiel von 1 enthält jedes benachbarte Gerät mindestens ein Funkgerät, das im mmWave-Band arbeitet und mit dem Netzwerkgerät 100 kommunizieren kann. Darüber hinaus kann das mindestens eine Funkgerät jedes benachbarten Geräts auf einem oder mehreren Kanälen im mmWave-Band arbeiten. Ein Fachmann wird verstehen, dass das mindestens eine Funkgerät jedes benachbarten Geräts auf einem oder mehreren geeigneten Kanälen und in einem oder mehreren geeigneten Frequenzbändern im mmWave-Band betrieben werden kann und mit einem oder mehreren geeigneten Typen von drahtlosen Kommunikationsstandards übereinstimmen kann, die heute bekannt sind oder später entwickelt werden. Darüber hinaus wird ein Fachmann verstehen, dass jedes benachbarte Gerät ein, zwei, vier, acht oder eine beliebige Anzahl von Funkgeräten umfassen kann, die im mmWave-Band arbeiten.
Im Beispiel von 1 können Pfadidentifizierungsanweisungen 122, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, eine Vielzahl von mmWellen-Ausbreitungspfaden zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einem Satz benachbarter Geräte, einschließlich eines benachbarten Zielgeräts, auf der Grundlage von PDPs von Strahltrainingsrahmen identifizieren, die vom Netzwerkgerät 100 von jedem der benachbarten Geräte unter Verwendung einer Vielzahl von mmWellen-Strahlen empfangen werden. Jeder der mmWave-Ausbreitungspfade zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einem benachbarten Gerät kann eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einem der benachbarten Geräte herstellen. Darüber hinaus wird jeder der mmWellen-Ausbreitungspfade zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einem benachbarten Gerät über ein oder mehrere Funkgeräte sowohl des Netzwerkgeräts 100 als auch des benachbarten Geräts hergestellt, die auf einem oder mehreren Frequenzkanälen im mmWellen-Band arbeiten. Darüber hinaus kann jeder der mmWave-Strahlen, die vom Netzwerkgerät 100 zum Empfang der Strahltrainingsrahmen verwendet werden, einen oder mehrere der mmWave-Ausbreitungspfade umfassen. In einigen Beispielen können die Strahltrainingsrahmen, die das Netzwerkgerät von jedem der benachbarten Geräte empfängt, von den benachbarten Geräten mit pseudo-omnidirektionalen mmWave-Strahlen übertragen werden.
Im Beispiel von 1 können die Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122 Anweisungen zur Erzeugung jeder der PDPs umfassen, wobei jede der PDPs eine Signalstärke der empfangenen Strahltrainingsrahmen durch das Netzwerkgerät 100 unter Verwendung eines der mmWave-Strahlen als Funktion der Zeitverzögerung abbildet. Darüber hinaus kann jede der PDPs in mindestens einem maschinenlesbaren Speichermedium 120 des Netzwerkgeräts 100 und/oder einer externen Ressource (z. B. Server oder Cloud-Ressource, die mit dem Netzwerk verbunden ist), die mit dem Netzwerkgerät 100 kommuniziert (z. B. über Netzwerkpfad(e) 140), gespeichert sein.
Im Beispiel von 1 können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 die Anweisung enthalten, für jede der PDPs eine Anzahl von Impulsen der PDP zu identifizieren, bei denen die Signalstärke einen vorbestimmten Schwellenwert und eine mit jedem Impuls verbundene Zeitverzögerung überschreitet. Der vorbestimmte Schwellenwert, der zur Bestimmung der Anzahl von Impulsen jedes PDP verwendet wird, kann auf einer Sendeleistung (z. B. effektive Strahlungsleistung) der Strahltrainingsrahmen, die von dem entsprechenden Nachbargerät gesendet und von dem Netzwerkgerät 100 empfangen werden, um den PDP zu erzeugen, einem Abstand zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem entsprechenden Nachbargerät oder einer Kombination davon basieren. Darüber hinaus kann der vorbestimmte Schwellenwert, der zur Bestimmung der Anzahl von Impulsen jedes PDP verwendet wird, ein Grundrauschen der vom Netzwerkgerät 100 empfangenen Signale, Einschränkungen der Hardware (z. B. Funkgeräte, Antennen usw.) des Netzwerkgeräts 100 oder eine Kombination daraus berücksichtigen. Die Zeitverzögerung, die jedem der Impulse jedes PDP zugeordnet ist, kann eine verstrichene Zeit ab dem Zeitpunkt umfassen, an dem das entsprechende Nachbargerät die Strahltrainingsrahmen sendet und an dem das Netzwerkgerät 100 die Strahltrainingsrahmen empfängt.
Im Beispiel von 1 können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 Anweisungen zur Erzeugung des aggregierten Pfadprofils der PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen unter Verwendung der mmWave-Strahlen umfassen, wobei das aggregierte Pfadprofil eine aggregierte Signalstärke der empfangenen Strahltrainingsrahmen der PDPs als Funktion der Zeitverzögerung abbildet. Pfadidentifizierungsanweisungen 122 zum Erzeugen des aggregierten Pfadprofils können Anweisungen zum Ausrichten der PDPs auf der Grundlage der Zeitverzögerungen der Impulse der PDPs und zum anschließenden Überlagern der ausgerichteten PDPs umfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass die PDPs jedes der mmWellen-Strahlen, die von der Netzwerkvorrichtung 100 verwendet werden, um die Strahltrainingsrahmen zu empfangen, eine jedem Impuls zugeordnete Zeitverzögerung haben, die die gleiche ist wie eine Zeitverzögerung, die einem anderen Impuls einer anderen PDP zugeordnet ist, die dem gleichen mmWellen-Ausbreitungspfad entspricht. Mit anderen Worten, obwohl die Impulse, die jeder der PDPs zugeordnet sind, im Vergleich zu den Impulsen, die den anderen PDPs zugeordnet sind, einen unterschiedlichen Gewinn haben können, hat jeder Impuls jeder der PDPs eine zugeordnete Zeitverzögerung, die die gleiche ist wie eine zugeordnete Zeitverzögerung eines Impulses mindestens einer anderen PDP, und diese Eigenschaft kann ausgenutzt werden, um Impulse verschiedener PDPs zu identifizieren, die dem gleichen mmWellen-Ausbreitungsweg entsprechen. Beispielsweise können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 Anweisungen zur Identifizierung eines LOS-mmWellen-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzgerät 100 und einem benachbarten Gerät umfassen, wobei der LOS-mmWellen-Ausbreitungspfad einem Impuls einer oder mehrerer PDPs mit der kürzesten Zeitverzögerung entspricht. Darüber hinaus kann dieser identifizierte LOS-mmWellen-Ausbreitungspfad als Referenz verwendet werden, um einen oder mehrere andere mmWellen-Ausbreitungspfade auf der Grundlage der Zeitverzögerungsdifferenz(en) zwischen dem Impuls, der dem identifizierten LOS-mmWellen-Ausbreitungspfad entspricht, und dem/den anderen Impuls(en), der/die dem einen oder den mehreren anderen mmWellen-Ausbreitungspfaden entspricht /entsprechen, zu identifizieren. Darüber hinaus kann das aggregierte Pfadprofil der PDPs in mindestens einem maschinenlesbaren Speichermedium 120 des Netzwerkgeräts 100 und/oder einer externen Ressource (z. B. einem Server oder einer Cloud-Ressource, die mit dem Netzwerk verbunden ist) gespeichert werden, die mit dem Netzwerkgerät 100 kommuniziert (z. B. über Netzwerkpfad(e) 140).
Im Beispiel von 1 können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 Anweisungen zur Identifizierung einer Anzahl von Impulsen des aggregierten Pfadprofils umfassen, bei denen die aggregierte Signalstärke einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Der vorbestimmte Schwellenwert, der zur Bestimmung der Anzahl von Impulsen des aggregierten Pfadprofils verwendet wird, kann auf einer Sendeleistung (z. B. effektive Strahlungsleistung) der Strahltrainingsrahmen, die von einem oder mehreren benachbarten Geräten gesendet und vom Netzwerkgerät 100 empfangen werden, um die PDPs zu erzeugen, einem Abstand zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einem oder mehreren der benachbarten Geräte oder einer Kombination davon basieren. Darüber hinaus kann der vorbestimmte Schwellenwert, der zur Bestimmung der Anzahl der Impulse des Gesamtpfadprofils verwendet wird, ein Grundrauschen der vom Netzwerkgerät 100 empfangenen Signale, Einschränkungen der Hardware (z. B. Funkgeräte, Antennen usw.) des Netzwerkgeräts 100 oder eine Kombination davon berücksichtigen.
Im Beispiel von 1 können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 Anweisungen umfassen, um zu bestimmen, dass die Gesamtzahl der mmWellen-Ausbreitungspfade gleich der Anzahl der Impulse des aggregierten Pfadprofils ist. Darüber hinaus können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 Anweisungen zum Speichern der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade (z. B. als identifizierte Pfade 130) in mindestens einem maschinenlesbaren Speichermedium 120 des Netzwerkgeräts 100 und/oder einer externen Ressource (z. B. einem Server oder einer Cloud-Ressource, die mit dem Netzwerk verbunden ist), die mit dem Netzwerkgerät 100 kommuniziert (z. B. über Netzwerkpfad(e) 140), enthalten.
Im Beispiel von 1 können die Anweisungen 124 zur geschätzten AoA-Bestimmung, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugen, die eine Wahrscheinlichkeit angibt, dass jeder der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade entlang eines jeden einer Vielzahl von Winkeln liegt, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen vom Nachbargerät. Darüber hinaus können die Anweisungen 124 zur Bestimmung der geschätzten AoA, um die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zu erzeugen, für jeden der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade folgende Anweisungen umfassen: für jeden der mmWellenStrahlen des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades: (1) Bestimmen, für jeden der Winkel, einer Strahlrichtungsverstärkung eines vorbestimmten Strahlungsmusters der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang des Winkels, (2) Bestimmen einer Pfadstärkeverstärkung des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads unter Verwendung des mmWellen-Strahls, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von der benachbarten Vorrichtung, und (3) Berechnen, für jeden der Winkel, eines Produkts der Strahlrichtungsverstärkung entlang des Winkels und der Pfadstärkeverstärkung des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads unter Verwendung des mmWellen-Strahls. Die Vielzahl von Winkeln kann jeden geeigneten Satz von diskretisierten Höhen- und/oder Azimutwinkeln (z. B. 0°, 1°, ... 359°) umfassen, die möglichen Winkelrichtungen der identifizierten mmWave-Ausbreitungspfade relativ zu einem Knoten (z. B. Netzwerkgerät 100) entlang einer Azimut-Ebene (d. h. horizontalen Ebene) entsprechen.
Im Beispiel von 1 können die Anweisungen 124 zur Bestimmung der geschätzten AoA, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, für jeden der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade bestimmen, dass die geschätzte AoA des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades einer der Winkel ist, der die höchste Wahrscheinlichkeit unter den Winkeln entlang des mmWellen-Ausbreitungspfades hat, wie durch die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion angegeben. Alternativ können die Anweisungen zur Bestimmung der geschätzten AoA für jeden der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade Anweisungen enthalten, um zu bestimmen, dass die geschätzte AoA des mmWellen-Ausbreitungspfads ein Bereich von Winkeln ist (d. h. eine Vielzahl von Winkeln), die die höchste Wahrscheinlichkeit unter den Winkeln haben, entlang des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads zu liegen, wie durch die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion angegeben. Darüber hinaus können die Anweisungen zur Bestimmung der geschätzten AoAs 124 Anweisungen zum Speichern der geschätzten AoAs der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade (z. B. als geschätzte AoAs 132) in mindestens einem maschinenlesbaren Speichermedium 120 des Netzwerkgeräts 100 und/oder einer externen Ressource (z. B. einem Server oder einer CloudRessource, die mit dem Netzwerk verbunden ist), die mit dem Netzwerkgerät 100 kommuniziert (z. B. über Netzwerkpfad(e) 140), umfassen.
Beispielsweise können die Anweisungen zur Bestimmung des geschätzten AoA 124 Anweisungen zur Bestimmung des geschätzten AoA jedes der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade gemäß einer in Algorithmus 1 unten dargestellten Technik zur Schätzung des Winkelprofils umfassen:
Unter Bezugnahme auf Algorithmus 1, p_tot(t) sich auf das aggregierte Pfadprofil der empfangenen Strahltrainingsrahmen unter Verwendung der Vielzahl von mmWave-Strahlen bezieht, wobei
{p_i(t_i)} ist das aggregierte Pfadprofil aller i = 1, ..., n identifizierten mmWave-Ausbreitungspfade zu Zeiten t₁, t₂, ..., t_n. Zusätzlich, $\vec{b^{J}}$
auf eine Strahlrichtungsverstärkung des vorbestimmten Strahlungsmusters der empfangenen Strahltrainingsbilder entlang der Winkel verweist, wobei $b_{k}^{j}$
eine Strahlrichtungsverstärkung des vorbestimmten Strahlungsmusters unter Verwendung des j^th mmWave-Strahls in einem Satz von mmWave-Strahlen {B} für alle Winkel k = 0°,1°, ...,359°. Es wird darauf hingewiesen, dass der Satz von Winkeln k = 0°, 1°, ..., 359° lediglich als Beispiel angegeben ist und dass der Satz von Winkeln k jeden geeigneten Satz von diskretisierten Winkeln umfassen kann, der nicht k = 0°,1°, ..., 359° die den möglichen Winkelrichtungen der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade relativ zu einer Azimut-Ebene (d. h. horizontalen Ebene) entsprechen. Außerdem $P_{\vec{B^{J}}} (t)$
auf den PDP für jeden Strahl in der Menge der mmWave-Strahlen {B}, wobei $\sum_{i = 1}^{n} g_{j}^{i} \cdot δ_{t_{i}}$
die Summe der Verstärkungen der Impulse der n identifizierten mmWellen-Ausbreitungswege des j^th mmWellen-Strahls ist und wobei δ_ti = 1, wenn der identifizierte mmWellen-Ausbreitungspfad p_i(t_i) im PDP erscheint und andernfalls = 0 ist, und wobei $g_{j}^{i}$
die dem identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfad zugeordnete Verstärkung ist p_i(t_i) für den j^th mmWellen-Strahl zugeordnet ist.
Wie in Algorithmus 1 gezeigt, besteht das Ziel in der Bestimmung der geschätzten AoA jedes Pfades in p_tot(t) als eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion $ƒ^{i} = {ƒ_{0}^{i}, ƒ_{1}^{i}, \dots, ƒ_{359}^{i}}$

zu bestimmen, d.h. die Wahrscheinlichkeit $ƒ_{k}^{i}$
des identifizierten mmWave-Ausbreitungspfads p_i(t_i) entlang k für alle Winkel k = 0°, 1°,..., 359°. Zu diesem Zweck wird für jeden Pfad p_i für jeden Empfangsstrahl $\vec{b^{J}}$
des Pfades p_i wenn der identifizierte mmWellen-Ausbreitungspfad im PDP von $\bar{b^{J}}$
(d.h., $δ_{t_{i}} = 1 in P_{\bar{B^{J}}} (t),$
wird der Beitrag von $\vec{b^{J}}$
wird addiert zu fⁱ durch Multiplikation des normierten Richtwirkungsgewinns $(\frac{b_{k}^{j}}{\sum_{m = 0}^{359} b_{m}^{j}})$
mit der PDP-Verstärkung $g_{j}^{i}$
über alle Winkel k = 0°, 1°, ..., 359°. Nach Iteration über alle Strahlen j = 1, ...,N und der Addition der Beiträge der einzelnen Strahlen mit i^th identifizierten mmWave-Ausbreitungspfad zu fⁱ wird der AoA-Wahrscheinlichkeitsvektor $\vec{ƒ^{l}}$
bestimmt und durch die Gesamtwahrscheinlichkeitsmasse normalisiert, um die AoA-Wahrscheinlichkeitsdichte des i^th identifizierten mmWave-Ausbreitungspfades entlang jedes Winkels k = 0°, 1°, ...,359°. Die geschätzte AoA θ_i von i^th identifizierten mmWave- Ausbreitungspfades wird bestimmt, indem der Winkel unter den Winkeln mit der maximalen Wahrscheinlichkeit $(θ_{i} = a r g max_{k = 0,1, \dots 359^{\circ}} ƒ_{k}^{i})$
für die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion. Durch Wiederholung dieser Berechnung für alle n dominanten Pfade (d. h. alle identifizierten mmWave-Ausbreitungspfade zwischen dem Empfängerknoten (z. B. dem Netzwerkgerät 100) und einem benachbarten Knoten s (z. B. einem der benachbarten Geräte in der Menge) in p_tot(t), dem Winkelprofil Φ_s wird für jeden benachbarten Knoten bestimmt s definiert als die Menge aller (Pfad, AoA) Tupel. Schließlich wird jeder benachbarte Knoten s zu der Menge der Knoten hinzugefügt {S} hinzugefügt, für die die Winkelprofile Φ_s bekannt sind. Es ist zu beachten, dass θ_i auch als Bereich der Menge der Winkel definiert werden kann k mit einer Wahrscheinlichkeit oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts definiert werden. Es kann bestimmt werden, ob θ_i einem einzelnen Winkel oder einem Bereich von Winkeln (d. h. einer Vielzahl von Winkeln k) entspricht, abhängig von der Anzahl der Winkelrichtungen, für die eine Begrenzung der Interferenz angestrebt wird, und der Anzahl der für Datenübertragungen verfügbaren mmWave-Strahlen. Daher kann die in Algorithmus 1 gezeigte Technik zur Schätzung des Winkelprofils, wenn sie als Anweisungen zur Bestimmung der geschätzten AoA kodiert und vom Netzwerkgerät 100 ausgeführt wird, die geschätzte AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads bestimmen p_i(t_i) in p_tot(t) als eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion $ƒ^{i} = {ƒ_{0}^{i}, ƒ_{1}^{i}, \dots, ƒ_{359}^{i}} .$
Im Beispiel von 1 können die Pfadauswahlanweisungen 126, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, einen der mmWave-Strahlen auswählen, der einen SINR entlang des geschätzten AoA jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät maximiert. Zum Beispiel kann der ausgewählte mmWave-Strahl ein SINR der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang des geschätzten AoA jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät maximieren. Darüber hinaus können die Pfadauswahlanweisungen 126 Anweisungen enthalten, um für jeden der mmWave-Strahlen ein Verhältnis zu bestimmen zwischen: (1) einer Summe von Strahlrichtungsverstärkungen entlang der geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät; und (2) einer Summe von Strahlrichtungsverstärkungen der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang der geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und jedem anderen benachbarten Gerät im Satz. Zum Beispiel kann das ermittelte Verhältnis sein zwischen: (1) einer Summe der Strahlrichtungsverstärkungen der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang der geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät; und (2) einer Summe der Strahlrichtungsverstärkungen der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang der geschätzten AoAs jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und jedem anderen benachbarten Gerät in der Menge. Darüber hinaus können die Pfadauswahlanweisungen 126 Anweisungen enthalten, um zu bestimmen, dass der ausgewählte der mmWave-Strahlen einen höchsten Wert des Verhältnisses unter den Verhältnissen der mmWaveStrahlen hat.
Die Pfadauswahlanweisungen 126 können beispielsweise Anweisungen zur Auswahl eines der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade gemäß einer in Algorithmus 2 unten dargestellten Strahlauswahltechnik umfassen: $Γ_{j} = \frac{\sum_{i = 1}^{n} g_{j}^{θ_{i}}}{\sum_{S = 1}^{| S |} \sum_{l = 1}^{n_{S}} g_{j}^{θ^{l}}}$
Unter Bezugnahme auf Algorithmus 2, Γ_j auf ein Verhältnis für den j^th mmWave-Strahl in der Menge der mmWave-Strahlen {B} wobei der Zähler die Summe der Strahlrichtungsverstärkung $g_{j}^{θ_{i}}$
entlang der geschätzten AoA θ_i für alle i = 1, ..., n identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfaden zwischen dem Empfangsknoten (d.h. dem Netzwerkgerät 100) und dem benachbarten Zielknoten (z.B. dem benachbarten Zielgerät) ist, und wobei der Nenner die Summe der Verstärkungen entlang der Richtungen der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade zwischen dem Empfangsknoten und den anderen benachbarten Knoten in dem Satz {S} als dem benachbarten Zielknoten (d.h. Interferenzpfade zwischen dem Netzwerkgerät 100 und den anderen benachbarten Geräten als dem benachbarten Zielgerät). Daher kann das in Algorithmus 2 gezeigte Strahlenauswahlverfahren, wenn es als Pfadauswahlanweisungen 126 kodiert und vom Netzwerkgerät 100 ausgeführt wird, alle mmWellen-Strahlen in der Menge der mmWellen-Strahlen durchsuchen {B} durchsuchen und den einen mmWellen-Strahl mit maximalem Verhältnis Γ (d.h., $\tilde{b} = arg max_{j = 1, \dots, N} Γ_{j}) .$

).
Im Beispiel von 1 können die Kommunikationsanweisungen 128, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWellen-Strahls kommunizieren. Beispielsweise können die Kommunikationsanweisungen 128 Anweisungen enthalten, um von dem benachbarten Zielgerät ein mmWave-Signal entlang der geschätzten AoA (ein einzelner Winkel oder ein Bereich von Winkeln) entsprechend dem ausgewählten mmWave-Strahl zu empfangen. Darüber hinaus können die Kommunikationsanweisungen 128 Anweisungen zum Senden eines mmWellen-Signals entlang der geschätzten AoA (ein einzelner Winkel oder ein Bereich von Winkeln), die dem ausgewählten mmWellen-Strahl entspricht, an das benachbarte Zielgerät enthalten.
Auf diese Weise kann das Beispiel-Netzwerkgerät 100 von 1 eine hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave-Wi-Fi bieten. Beispielsweise kann das Netzwerkgerät 100 eine Vielzahl identifizierter mmWellenAusbreitungspfade zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einer Gruppe benachbarter Geräte einschließlich eines benachbarten Zielgeräts identifizieren und für jedes der benachbarten Geräte in der Gruppe einen geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Gerät bestimmen, wodurch mögliche Kommunikationspfade zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät, mögliche Interferenzpfade zwischen dem Netzwerkgerät 100 und anderen benachbarten Geräten in der Gruppe und die räumlichen Richtungen (z. B. Winkelrichtungen) solcher Pfade identifiziert werden. Darüber hinaus kann das Netzwerkgerät 100 einen der mmWave-Strahlen auswählen, der einen SINR entlang des geschätzten AoA jedes identifizierten mmWaveAusbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät maximiert, und mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWave-Strahls kommunizieren, wodurch eine mmWaveKommunikation zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung eines mmWaveStrahls bereitgestellt wird, der Interlink-Interferenzen entlang der Interferenzpfade zwischen dem Netzwerkgerät 100 und den anderen benachbarten Geräten in der Menge, die im selben Frequenzkanal und mit denselben räumlichen Ressourcen arbeiten, abschwächt.
Im Gegensatz dazu werden bestehende Techniken für mmWave Wi-Fi auf der Grundlage von Hornantennen mit idealen, stark gerichteten mmWave-Strahlungsdiagrammen modelliert und berücksichtigen nicht die Nebenkeulen, die bei gerichteten mmWave-Strahlen existieren (z. B. mmWave-Strahlen, die von phasengesteuerten Antennenanordnungen erzeugt werden). Dementsprechend können bestehende mmWave-Wi-Fi-Techniken Signale in unbeabsichtigte Richtungen übertragen, selbst wenn eine Hauptkeule eines mmWave-Strahls auf den beabsichtigten Empfänger gerichtet ist, was zu Interferenzen zwischen mehreren gleichzeitigen mmWave-Kommunikationen führen kann, die im selben Frequenzkanal und mit denselben räumlichen Ressourcen arbeiten. Daher kann es bei bestehenden mmWave-Wi-Fi-Techniken zu Kollisionen und erheblichen Datenratenverlusten (und Durchsatzverlusten), verminderten Gewinnen bei der räumlichen Wiederverwendung und/oder einem verringerten Gesamtnetzdurchsatz für mmWave-Wi-Fi kommen.
Wenn es sich bei einem benachbarten Gerät im Beispiel von 1 um ein Netzwerkgerät (z. B. WAP) handelt, das als Teil eines Standard-Beaconing-Verfahrens gemäß einem mmWave-Wi-Fi-Standard (z. B. 802.11ad, 802.11 ay) periodisch Beam-Training-Frames senden kann, können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, die PDPs der empfangenen Beacon-Frames vom benachbarten Gerät unter Verwendung der mmWave-Beams erzeugen. In einem solchen Beispiel empfängt das Netzwerkgerät 100 die Bakenrahmen von dem benachbarten Gerät über mehrere Bakenintervalle (d. h. Bakenepochen), so dass das Netzwerkgerät 100 die Bakenrahmen empfängt, die von einem festen mmWave-Strahl des benachbarten Geräts während jedes Bakenintervalls gesendet werden. Die Beacon-Frames enthalten Trainingsfelder, die zur Schätzung der Verbindungsstärke verwendet und somit als Beam-Training-Frames wiederverwendet werden können. Somit können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 den standardmäßig vorgeschriebenen Austausch von Trainingsframes (z. B. Bakensweeps) gemäß den bestehenden mmWave-Wi-Fi-Standards (z. B. 802.11d, 802.11ay) verwenden, um die PDPs der empfangenen Bakenframes vom benachbarten Netzwerkgerät zu erzeugen.
Um die Übertragung der Bakenrahmen in alle Richtungen zu gewährleisten, sendet das Nachbargerät in einem solchen Beispiel die Bakenrahmen während eines Bakenintervalls nacheinander über alle seine mmWave-Strahlen (also als Bakensweep). Im Gegensatz zu dem in Algorithmus 1 gezeigten Algorithmus zur Schätzung des Winkelprofils, der die Verwendung eines Empfangsstrahl-Sweeps erfordert, werden Beacon-Sweeps typischerweise als Sendestrahl-Sweeps gemäß den bestehenden mmWave-Wi-Fi-Standards (z. B. 802.11ad, 802.11 ay) durchgeführt. Wenn es sich bei einem benachbarten Gerät um ein Netzwerkgerät handelt, das als Teil eines standardmäßigen Bakenverfahrens (d. h. als Sendebakensweeps) periodisch Strahltrainingsrahmen senden kann, können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 daher Anweisungen zum Empfangen eines Strahlsweeps durch Umschalten zwischen mehreren mmWave-Strahlen über aufeinanderfolgende Bakensweeps und schrittweises Erstellen des Winkelprofils umfassen.
Die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 können beispielsweise Anweisungen zur Generierung der PDPs empfangener Bakenrahmen von den benachbarten Geräten gemäß der in Algorithmus 3 unten dargestellten PDP-Schätztechnik umfassen:
Wenn der empfangende Knoten (z. B. das Netzgerät 100) einen neuen Rahmen („Event: Start Rx new frame“) und einen Baken-Sweep von einem benachbarten Knoten s (z. B. das benachbarte Netzwerkgerät), für den kein aggregiertes Pfadprofil vorhanden ist, werden die empfangenen Bakenrahmen analysiert, um einen Bakensendestrahl M (z. B. einen mmWave-Strahl, der von dem benachbarten Netzwerkgerät als Teil seines Sende-Baken-Sweeps verwendet wird) zu finden, der alle dominanten Pfade (z. B. mmWave-Ausbreitungspfade zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Netzwerkgerät) in dem Kanal erfasst. Ziel ist es, einen Empfangsstrahl-Sweep zu emulieren, indem der empfangende Knoten in nachfolgenden Baken-Sweeps zwischen allen verfügbaren mmWave-Strahlen umschaltet, wenn der benachbarte Knoten seine Bake über den M^th Bakensendestrahl während seines Bakensweeps sendet. Der erste Bakensweep wird vom empfangenden Knoten unter Verwendung eines pseudo-omnidirektionalen mmWave-Strahls empfangen, und für jede nachfolgende Bakensendung m (der benachbarte Knoten sendet N Baken unter Verwendung aller seiner Bakensendestrahlen), wird der PDP P^m(f) berechnet. Wenn diese neue Bakenübertragung m eine m größere Anzahl identifizierter mmWave-Ausbreitungspfade erfasst $| p_{t o t}^{m} (t) |$
als jede vorherige Bakenübertragung, wird der Strahlindex M als der aktuell für diese neue Bakenübertragung verwendete Strahl aktualisiert m. Wenn zwei oder mehr Bakenübertragungen die gleiche maximale Anzahl von mmWave-Ausbreitungspfaden erfassen, wird die Bakenübertragung mit der größten Empfangssignalstärke (RSS) R^m ausgewählt wird. Nachdem der Bakensendestrahl, der die größte Anzahl identifizierter mmWellen-Ausbreitungspfade erfasst, identifiziert wurde, schaltet der empfangende Knoten in nachfolgenden Bakensweeps zwischen seinen mmWellen-Empfangsstrahlen für den identifizierten Bakensendestrahl um, um einen Empfangsstrahlsweep zu emulieren, und sammelt PDPs $P_{b^{j}}^{M} (t)$
für alle mmWellen-Empfangsstrahlen j = 1, ..., N. Nach der Schätzung des PDP für alle mmWellen-Empfangsstrahlen kann die in Algorithmus 1 dargestellte Technik zur Schätzung des Winkelprofils verwendet werden, um das Winkelprofil Φ_s Daher kann das in Algorithmus 3 gezeigte Verfahren zur PDPs Schätzung, wenn es als Pfadidentifizierungsanweisungen 122 kodiert und vom Netzwerkgerät 100 ausgeführt wird, die PDPs der empfangenen Bakenrahmen vom Nachbargerät erzeugen.
Auf diese Weise kann das Beispiel-Netzwerkgerät 100 von 1 eine Vielzahl von mmWave-Ausbreitungspfaden zwischen dem Netzwerkgerät und einem benachbarten Netzwerkgerät identifizieren, indem standardmäßig vorgeschriebene periodische Strahlabtastungen gemäß den bestehenden mmWave-Wi-Fi-Standards (z. B. 802.11 ad, 802.11 ay) verwendet werden.
Im Beispiel von 1 wartet das Netzwerkgerät 100, wenn ein Nachbargerät eine nicht assoziierte Station ist (d. h. ein Client-Gerät, das mit keinem Netzwerkgerät assoziiert ist), darauf, dass das benachbarte Zielgerät in eine Strahltrainingsitzung mit einem anderen Netzwerkgerät (z. B. WAP) eintritt, mit dem es assoziiert werden soll, bevor es Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122 ausführt. Solche Strahltrainingssitzungen werden im Rahmen der bestehenden mmWave-Wi-Fi-Standards (z. B. 802.11 ad, 802.11 ay) häufig wiederholt, um Kommunikationsverbindungen zwischen WAPs und nicht assoziierten Client-Geräten herzustellen. Wenn das benachbarte Gerät in die Strahltrainings-Sitzung mit dem anderen Netzwerkgerät eintritt, mit dem es assoziiert werden soll, kann das Netzwerkgerät 100 das aggregierte Pfadprofil generieren (z. B. gemäß den Pfadidentifizierungsanweisungen 122), indem es die Strahltrainings-Frames unter Verwendung der Vielzahl von mmWave-Strahlen empfängt. Umgekehrt kann das Netzwerkgerät 100, wenn das benachbarte Zielgerät eine Station (d. h. ein Client-Gerät) ist, die bereits mit einem anderen Netzwerkgerät (z. B. WAP) verbunden ist, die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 ausführen, um das Winkelprofil zu erstellen, wenn das benachbarte Zielgerät zur Aufrechterhaltung der Verbindung ein Strahltraining mit seinem verbundenen Netzwerkgerät durchführt. In einem solchen Beispiel kann das Netzwerkgerät 100 die Strahltrainingsrahmen unter Verwendung mehrerer mmWave-Strahlen über mehrere Strahltrainingseinheiten empfangen.
Auf diese Weise kann das Beispiel-Netzwerkgerät 100 von 1 eine Vielzahl von mmWellen-Ausbreitungspfaden zwischen dem Netzwerkgerät und einer nicht assoziierten Station identifizieren, die mit einem anderen Netzwerkgerät assoziiert werden soll, und kann auch eine Vielzahl von mmWellen-Ausbreitungspfaden zwischen dem Netzwerkgerät und einer Station identifizieren, die bereits mit einem anderen Netzwerkgerät assoziiert ist.
In einigen Beispielen kann ein Netzwerk mehrere Netzwerkgeräte 100 umfassen, die jeweils mit dem/den jeweiligen benachbarten Zielgerät(en) kommunizieren. In solchen Beispielen kann jedes Netzwerkgerät 100 im Netzwerk mit jedem seiner jeweiligen benachbarten Zielgeräte kommunizieren, indem es zumindest Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122, Anweisungen zur Bestimmung der geschätzten AoA 124, Anweisungen zur Pfadauswahl 126 und Kommunikationsanweisungen 128 ausführt. Auf diese Weise wählt jedes der Netzwerkgeräte 100 im Netzwerk den/die mmWave-Strahl(en) aus, der/die ein SINR zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem/den benachbarten Zielgerät(en) maximiert.
Auf diese Weise fördern die hier beschriebenen Beispiele die räumliche Wiederverwendung zwischen mehreren Netzwerkgeräten 100, die gleichzeitig mit den jeweiligen Zielgeräten kommunizieren.
2 ist ein Blockdiagramm eines Beispielsystems 200 für hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave-Wi-Fi. Das System 200 umfasst ein Netzwerk 205, ein erstes Netzwerkgerät 210, ein zweites Netzwerkgerät 220, ein erstes benachbartes Zielgerät 230 und ein zweites benachbartes Zielgerät 232. Sowohl das erste Netzwerkgerät 210 als auch das zweite Netzwerkgerät 220 können ein Netzwerkgerät (d. h. das Netzwerkgerät 100) umfassen, wie oben in Bezug auf 1 beschrieben.
Im Beispiel von 2 sind das erste Netzwerkgerät 210 und das zweite Netzwerkgerät 220 jeweils mit mindestens einem Netzwerk 205 verbunden. Außerdem können das erste Netzwerkgerät 210 und das zweite Netzwerkgerät 220 über das Netzwerk 205 miteinander kommunizieren. Das Netzwerk 205 kann ein oder mehrere lokale Netzwerke (LANs), virtuelle LANs (VLANs), drahtlose lokale Netzwerke (WLANs), virtuelle private Netzwerke (VPNs), Weitverkehrsnetzwerke (WANs), das Internet oder Ähnliches oder eine Kombination davon umfassen. Wie hier verwendet, kann ein „Weitverkehrsnetz“ oder „WAN“ beispielsweise ein kabelgebundenes WAN, ein drahtloses WAN, ein hybrides WAN, ein softwaredefiniertes WAN (SD-WAN) oder eine Kombination davon umfassen. Darüber hinaus kann das Netzwerk 205 in einigen Beispielen ein oder mehrere zellulare Netzwerke umfassen, die einen oder mehrere mobile Kommunikationsstandards (z. B. 4G, 5G usw.) verwenden. Einem Fachmann wird klar sein, dass das System 200 jede geeignete Art von Netzwerk(en) 205 umfassen kann. Obwohl 2 zeigt, dass zwei Netzwerkgeräte (d.h. das erste Netzwerkgerät 210 und das zweite Netzwerkgerät 220) mit dem Netzwerk 205 verbunden sind, kann jede geeignete Anzahl von Netzwerkgeräten mit dem Netzwerk 205 verbunden werden.
Im Beispiel von 2 kann das Netzwerk 205 einen Controller umfassen, der jeweils mit dem ersten Netzwerkgerät 210 und dem zweiten Netzwerkgerät 220 verbunden ist. In einem solchen Beispiel kann der Controller so konfiguriert sein (z. B. kodiert mit Anweisungen, die von mindestens einer Verarbeitungsressource ausgeführt werden können), dass er das erste Netzwerkgerät 210 und das zweite Netzwerkgerät 220 verwaltet (z. B. Senden von Netzwerkanforderungen 250 und 250 an das erste und zweite Netzwerkgerät 210 und 220), und er kann auch so konfiguriert sein, dass er andere Netzwerkgeräte (Switches, WAPs, Router usw.) verwaltet, die mit dem Netzwerk 205 verbunden sind. Darüber hinaus kann das Steuergerät Netzbetriebsinformationen von verschiedenen Knoten des Netzes 205 erfassen, einschließlich Informationen über die Netzverkehrslast, Netztopologie, Netznutzung usw. Darüber hinaus kann das Steuergerät Befehle an verschiedene Knoten des Netzes 205 übermitteln, um die Netztopologie und die Leitweglenkung zu ändern, um verschiedene Ziele der Netzeffizienz und -wirksamkeit zu erreichen. Einem Fachmann wird klar sein, dass ein Controller jede geeignete Art von Rechengerät(en) zur Verwaltung verschiedener Netzwerkgeräte, einschließlich des ersten Netzwerkgeräts 210 und des zweiten Netzwerkgeräts 220, umfassen kann. Darüber hinaus kann eine Steuereinheit alle notwendigen Hardware-Komponenten umfassen, um die hierin offengelegten Erfindungen auszuführen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Prozessoren, Speicher, Anzeigegeräte, Eingabegeräte, Kommunikationseinrichtungen usw. In einem anderen Beispiel können das erste Netzwerkgerät 210, das zweite Netzwerkgerät 220 und/oder andere Netzwerkgeräte im Netzwerk 205 auf verteilte Weise verwaltet werden, ohne dass ein separater Controller erforderlich ist. Beispielsweise kann eines der ersten Netzwerkgeräte 210 und zweiten Netzwerkgeräte 220 als virtueller Controller für die Verwaltung eines oder mehrerer anderer Netzwerkgeräte im Netzwerk 205 fungieren.
Im Beispiel von 2 kann das erste Netzwerkgerät 210 so konfiguriert sein (z. B. kodiert mit Anweisungen, die von mindestens einer Verarbeitungsressource ausgeführt werden können), dass es eine Netzwerkanforderung 250 über einen oder mehrere Netzwerkpfade 240 empfängt, um mit einem oder mehreren benachbarten Geräten (z. B. einem Client-Gerät, einem anderen Netzwerkgerät usw.) zu kommunizieren. In ähnlicher Weise kann das zweite Netzwerkgerät 220 so konfiguriert sein (z. B. kodiert mit Anweisungen, die von mindestens einer Verarbeitungsressource ausgeführt werden können), dass es Netzwerkanforderungen 252 über einen oder mehrere Netzwerkpfade 240 empfängt, um mit einem oder mehreren benachbarten Geräten zu kommunizieren (z. B, Netzwerkpfade 240 können jede geeignete Kommunikationsverbindung(en) 240 (z.B. verdrahtet oder drahtlos, direkt oder indirekt, usw.) zwischen dem ersten Netzwerkgerät 210 und dem Netzwerk 205 umfassen und können jede geeignete Kommunikationsverbindung(en) 242 (z.B. verdrahtet oder drahtlos, direkt oder indirekt, usw.) zwischen dem zweiten Netzwerkgerät 220 und dem Netzwerk 205 umfassen. Die Netzwerkanforderung(en) 250 kann (können) alle geeigneten Anweisungen enthalten, um das erste Netzwerkgerät 210 anzuweisen, mit einem oder mehreren benachbarten Geräten des ersten Netzwerkgeräts 210 zu kommunizieren (z. B. um mindestens Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122, Anweisungen zur geschätzten AoA- Bestimmung 124, Anweisungen zur Pfadauswahl 126 und Kommunikationsanweisungen 128 auszuführen). In ähnlicher Weise kann/können die Netzwerkanforderung(en) 252 alle geeigneten Anweisungen enthalten, um das zweite Netzwerkgerät 220 anzuweisen, mit einem oder mehreren benachbarten Geräten des zweiten Netzwerkgeräts 220 zu kommunizieren (z. B. um mindestens Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122, Anweisungen zur geschätzten AoA-Bestimmung 124, Anweisungen zur Pfadauswahl 126 und Kommunikationsanweisungen 128 auszuführen).
Im Beispiel von 2 kann das erste Netzwerkgerät 210 so konfiguriert sein (z. B. kodiert mit Anweisungen, die von mindestens einer Verarbeitungsressource ausgeführt werden können), dass es Kommunikationssignale 270 über Kommunikationspfade 260 sendet oder empfängt, um die Kommunikation mit einem oder mehreren benachbarten Geräten herzustellen. In ähnlicher Weise kann das zweite Netzwerkgerät 220 so konfiguriert sein (z. B. kodiert mit Befehlen, die von mindestens einer Verarbeitungsressource ausgeführt werden können), dass es Kommunikationssignale 262 über Kommunikationspfad(e) 262 sendet oder empfängt, um die Kommunikation mit einem oder mehreren benachbarten Geräten herzustellen. Kommunikationspfade können jede geeignete Kommunikationsverbindung 260 (z. B. verdrahtet oder drahtlos, direkt oder indirekt) zwischen dem ersten Netzwerkgerät 210 und dem jeweiligen einen oder mehreren benachbarten Netzwerkgeräten umfassen und können jede geeignete Kommunikationsverbindung 262 (z. B. verdrahtet oder drahtlos, direkt oder indirekt) zwischen dem zweiten Netzwerkgerät 220 und dem jeweiligen einen oder mehreren benachbarten Geräten umfassen. Beispielsweise kann das erste Netzwerkgerät 210 einen mmWave-Strahl an ein oder mehrere entsprechende Nachbargeräte senden oder einen mmWave-Strahl von einem oder mehreren entsprechenden Nachbargeräten über mindestens ein Funkgerät, das im mmWave-Band arbeitet, empfangen, um eine Kommunikationsverbindung (bzw. Kommunikationsverbindungen) 260 herzustellen. In ähnlicher Weise kann das zweite Netzgerät 220 über mindestens ein Funkgerät, das im mmWellen-Band arbeitet, einen mmWellen-Strahl an ein oder mehrere jeweilige Nachbargeräte senden oder einen mmWellen-Strahl von einem oder mehreren jeweiligen Nachbargeräten empfangen, um eine Kommunikationsverbindung (bzw. Kommunikationsverbindungen) 262 herzustellen.
Im Beispiel von 2 können sowohl das erste Netzwerkgerät 210 als auch das zweite Netzwerkgerät 220 innerhalb des Abdeckungsbereichs des jeweils anderen liegen (d.h. das erste Netzwerkgerät 210 ist ein Nachbargerät des zweiten Netzwerkgeräts 220 und das zweite Netzwerkgerät 220 ist ein Nachbargerät des ersten Netzwerkgeräts 210). Darüber hinaus kann das System 200 eine Vielzahl von benachbarten Geräten (einschließlich des benachbarten Zielgeräts 230) des ersten Netzwerkgeräts 210 umfassen, die sich im Abdeckungsbereich des ersten Netzwerkgeräts 210 befinden. In ähnlicher Weise kann das System 200 mehrere benachbarte Geräte (einschließlich des benachbarten Zielgeräts 232) des zweiten Netzgeräts 220 umfassen, die sich im Erfassungsbereich des zweiten Netzgeräts 220 befinden.
Im Beispiel von 2 kann das System 200 einen Cluster von Netzwerkgeräten umfassen, darunter ein erstes Netzwerkgerät 210 und ein zweites Netzwerkgerät 220. Jedes der Netzwerkgeräte in dem Cluster kann sich in Reichweite zueinander befinden. Eines der Netzwerkgeräte im Cluster (z. B. das erste Netzwerkgerät 210 oder das zweite Netzwerkgerät 220) kann als führendes Gerät des Clusters bezeichnet werden, wobei das führende Gerät andere Netzwerkgeräte im Cluster konfigurieren, Netzwerkgeräte zum Cluster hinzufügen, Netzwerkgeräte aus dem Cluster entfernen oder eine Kombination davon verwenden kann.
Im Beispiel von 2 umfasst jedes der ersten und zweiten benachbarten Zielgeräte 230 und 232 ein Client-Gerät (d. h. eine Station) im Erfassungsbereich des Netzwerkgeräts 100. Darüber hinaus verfügt jedes der ersten und zweiten benachbarten Zielgeräte 230 und 232 über einen Prozessor, einen Speicher und Eingabe-/Ausgabeschnittstellen für die drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation. Darüber hinaus können sowohl das erste als auch das zweite benachbarte Gerät 230 und 232 beliebige Netzwerkdatenübertragungsoperationen durchführen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Switching, Routing, Bridging oder eine Kombination davon. In einigen Beispielen kann eines oder beide der ersten und zweiten benachbarten Zielgeräte 230 und 232 einen WAP umfassen. In einigen Beispielen kann ein oder beide der ersten und zweiten benachbarten Zielgeräte 230 und 232 einen Laptop, einen Desktop-Computer, ein mobiles Gerät und /oder andere drahtlose Geräte umfassen, obwohl die Beispiele der Offenlegung nicht auf solche Geräte beschränkt sind.
Im Beispiel von 2 enthält jedes der ersten und zweiten benachbarten Zielgeräte 230 und 232 mindestens ein Funkgerät, das im mmWave-Band arbeitet und mit dem ersten Netzwerkgerät 210 bzw. dem zweiten Netzwerkgerät 220 kommunizieren kann. Darüber hinaus kann das mindestens eine Funkgerät des ersten und zweiten benachbarten Zielgeräts 230 und 232 auf einem oder mehreren Kanälen im mmWave-Band arbeiten.
Im Beispiel von 2 können die ersten und zweiten Netzwerkgeräte 210 und 220 im Cluster mit den ersten und zweiten benachbarten Geräten 230 und 232 unter Verwendung von Time-Sharing-Übertragungen wie folgt kommunizieren. Zunächst kann jedes der Netzwerkgeräte im Cluster (einschließlich der ersten und zweiten Netzwerkgeräte 210 und 220) so konfiguriert sein, dass es ein Bakenintervall (d. h. die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Bakensweeps) in mehrere Teilintervalle unterteilt. Jedes Bakenintervall kann mit einem Bakensuchlauf (d. h. einem Bakensendeintervall) beginnen, gefolgt von einer optionalen A-BFT-Periode (associated beamforming training), in der die jeweiligen benachbarten Geräte als Reaktion auf den Bakensuchlauf eines Netzwerkgeräts einen Bakensuchlauf durchführen können, und gefolgt von einem Datenübertragungsintervall, in dem eine Kommunikation zwischen dem Netzwerkgerät und den zugehörigen benachbarten Geräten stattfinden kann. Während jeder Bakenübertragung und/oder der A-BFT-Periode kann jedes Netzwerkgerät im Cluster so konfiguriert sein, dass es den mmWave-Kanal während eines anderen Teilintervalls (d. h. in einer Art TimeSharing) nutzt und/oder Baken- und/oder Strahltrainingsrahmen während eines anderen Teilintervalls überträgt. Während jedes Datenübertragungsintervalls kann jedes der Netzwerkgeräte im Cluster so konfiguriert werden, dass es abwechselnd mit seinen jeweiligen benachbarten Zielgeräten während eines anderen Teilintervalls kommuniziert. So kann beispielsweise während eines ersten Teilintervalls eines Datenübertragungsintervalls das erste Netzwerkgerät 210 so konfiguriert sein, dass es mit dem ersten benachbarten Zielgerät 230 kommuniziert, und während eines zweiten Teilintervalls des Datenübertragungsintervalls kann das zweite Netzwerkgerät 220 so konfiguriert sein, dass es mit dem zweiten benachbarten Zielgerät 230 kommuniziert. Im Rahmen dieses Time-Share-Übertragungsschemas kann jedes Netzwerkgerät im Cluster so konfiguriert werden, dass es mmWave-Strahlen auswählt, um die Signalstärke und nicht den SINR zu maximieren, da das Netzwerkgerät im selben mmWave-Kanal keine Interlink-Interferenzen von anderen Netzwerkgeräten im Cluster erfahren würde. Beispielsweise kann jedes Netzwerkgerät im Cluster so konfiguriert sein, dass es während TimeShare-Übertragungen mmWave-Strahlen auswählt, um das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) des mmWave-Strahls zu maximieren (z. B. durch Ausführen von mindestens Anweisungen zur Pfadidentifizierung 122, Anweisungen zur Bestimmung des geschätzten AoA 124 und Anweisungen zur Pfadauswahl 126).
In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich das „Signal-Rausch-Verhältnis“ oder „SNR“ eines Signals (z. B. eines mmWellen-Ausbreitungswegs) auf die Leistung (d. h. die Verstärkung) des Signals geteilt durch die Leistung des Hintergrundrauschens. Ein SNR kann in Einheiten des Leistungsverhältnisses (z. B. Dezibel) angegeben werden.
Im Beispiel von 2 können die ersten und zweiten Netzwerkgeräte 210 und 220 im Cluster mit den ersten und zweiten Nachbargeräten 230 und 232 unter Verwendung gleichzeitiger Übertragungen wie folgt kommunizieren. Zunächst kann jedes der Netzwerkgeräte im Cluster (einschließlich der ersten und zweiten Netzwerkgeräte 210 und 220) so konfiguriert sein, dass es Winkelprofile von Kommunikations- und Interferenzpfaden mit seinem jeweiligen benachbarten Zielgerät erzeugt, indem es Pfadidentifizierungen 122, Anweisungen zur Bestimmung der geschätzten AoA und Anweisungen zur Pfadauswahl 126 ausführt, z. B. gemäß der in Algorithmus 1 oben dargestellten Technik zur Schätzung von Winkelprofilen, gemäß der Technik zur Strahlauswahl gemäß Algorithmus 2 oben und/oder gemäß der Technik zur Schätzung von PDP gemäß Algorithmus 3 oben. Während dieser anfänglichen Lernphase (im Folgenden „STP“ genannt) nimmt jeder der Knoten (z. B. Netzwerkgeräte, benachbarte Geräte) die Standardstrategie der Strahlenauswahl (b̃) während der Beam Sweeps der Beam Training Frames, um die Signalstärke zu maximieren $R^{(d . h ., \tilde{b} = arg max_{j = 1, \dots, N} R^{j})} .$
Darüber hinaus kann das führende Gerät (z. B. das erste Netzwerkgerät 210 oder das zweite Netzwerkgerät 220) in dem Cluster von Netzwerkgeräten eine durchschnittliche Netzwerkdurchsatzmetrik η_STP für jedes Netzwerkgerät im Cluster während des STP bestimmen, wobei η_STP sich auf die Summe aller erfolgreich gesendeten und empfangenen Pakete über die vergangenen X Bakenintervalle, wobei X sich auf einen Protokollparameter bezieht und während der Laufzeit angepasst werden kann, um eine geringe Varianz zu gewährleisten. So kann beispielsweise jedes der Netzwerkgeräte im Cluster Folgendes überwachen η_STP des Netzwerkgeräts überwachen und dann einen Wert von η_STP des Netzwerkgeräts an das führende Gerät. Basierend auf (z. B. als Reaktion auf) den übermittelten Wert von η_STP jedes der Netzwerkgeräte im Cluster kann das führende Gerät bestimmen η_STP von jedem der Netzwerkgeräte im Cluster bestimmen.
Nach der STP, bei der die Knoten Winkelprofile für Kommunikationspfade erstellen und jedes Netzwerkgerät im Cluster ein solches Profil für mindestens einen Interferenzpfad erstellt, kann das führende Gerät so konfiguriert sein, dass es eine Phase der räumlichen Wiederverwendung (im Folgenden „SRP“) einleitet, in der die Netzwerkgeräte im Cluster so konfiguriert sind, dass sie mit ihren jeweiligen Nachbargeräten (d. h. Stationen) unter Verwendung gleichzeitiger Übertragungen während der Datenintervalle des Bakenintervalls kommunizieren. Das führende Gerät kann so konfiguriert sein, dass es seinen Nachbargeräten und den anderen Netzwerkgeräten im Cluster den Beginn des SRP ankündigt (z. B. ein Signal sendet), indem es das Bit für die räumliche Wiederverwendung in seiner Bakenübertragung auf 1 setzt, wie in den IEEE-802.11-Normen festgelegt. Während des SRP kann jeder Knoten (Netzwerkgerät oder Station) mmWave-Strahlen auswählen, um den SINR zu maximieren, um die Energieübertragung entlang möglicher Interferenzpfadrichtungen zu begrenzen (z. B. mmWave-Ausbreitungspfade zwischen jedem Netzwerkgerät und seinen jeweiligen benachbarten Geräten, die nicht zu einem benachbarten Zielgerät gehören), anstatt nur die Signalstärke (z. B. SNR) zu maximieren, indem zumindest Pfadidentifizierungsanweisungen 122, geschätzte AoA-Bestimmungsanweisungen 124 und Pfadauswahlanweisungen 126 wie oben beschrieben ausgeführt werden. Als Ergebnis schaltet jeder der Knoten auf SINR-maximierende Strahlen um, mit dem Ziel, die räumliche Wiederverwendung zu maximieren. Nachdem der Start des SRP angekündigt wurde, ändern alle Netzwerkgeräte und Stationen die Kriterien für die Strahlenauswahl auf SINR-Maximierung, ohne dass eine Rückmeldung über das Wissen über die Strahlenauswahl bei anderen Knoten erforderlich ist. Darüber hinaus kann das führende Gerät (z. B. das erste Netzwerkgerät 210 oder das zweite Netzwerkgerät 220) in dem Cluster von Netzwerkgeräten eine durchschnittliche Netzwerkdurchsatzmetrik bestimmen η_SRP für jedes Netzwerkgerät im Cluster während des SRP bestimmen, wobei η_SRP sich auf die Summe aller erfolgreich gesendeten und empfangenen Pakete über die SRP vergangenen X Bakenintervalle, wobei X sich auf einen Protokollparameter bezieht und während der Laufzeit angepasst werden kann, um eine geringe Varianz zu gewährleisten. So kann beispielsweise jedes der Netzwerkgeräte im Cluster Folgendes überwachen η_SRP des Netzwerkgeräts überwachen und dann einen Wert von η_SRP des Netzwerkgeräts an das führende Gerät. Basierend auf (z. B. als Reaktion auf) den übermittelten Wert von η_SRP jedes der Netzwerkgeräte im Cluster kann das führende Gerät bestimmen η_SRP von jedem der Netzwerkgeräte im Cluster bestimmen. Auf der Grundlage (z. B. als Reaktion auf) einer Feststellung, dass η_SRP ≥ η_STP für ein Netzwerkgerät im Cluster kann das führende Gerät so konfiguriert sein, dass es feststellt, dass das SRP den Nettodurchsatz und die räumliche Wiederverwendung für das Netzwerkgerät erfolgreich verbessert. Andererseits kann auf der Grundlage (z. B. in Reaktion auf) eine Feststellung, dass der durchschnittliche Netzdurchsatz η_SRP eines Netzgeräts im Cluster während des SRP verschlechtert (d. h, η_SRP < η_STP (d. h. für das Netzwerkgerät), kann das führende Gerät so konfiguriert werden, dass es das Netzwerkgerät aus dem Cluster herausnimmt. In einem solchen Beispiel können ein oder mehrere Netzwerkgeräte (z. B. das führende Gerät, das nicht gruppierte Netzwerkgerät, andere verbleibende Netzwerkgeräte im Cluster) so konfiguriert werden, dass sie für die Strahlenauswahl wieder auf eine die Signalstärke (z. B. SNR) maximierende Strategie umschalten.
Im Beispielsystem 200 von 2 kann beispielsweise das erste Netzwerkgerät 210 als führendes Gerät für einen Cluster von Netzwerkgeräten im System 200 bestimmt werden. Das erste Netzwerkgerät 210 kann durch einen Controller oder auf verteilte Weise (ohne Controller) gemäß einem mmWave-Standard (z. B. 802.1 1ad, 802.11ay) als führendes Gerät bestimmt werden. Das erste Netzwerkgerät 210 (d. h. das designierte Führungsgerät) kann ein Netzwerkgerät in den Cluster gruppieren, basierend auf der Feststellung, dass sich das Netzwerkgerät oder eines oder mehrere seiner jeweiligen Nachbargeräte im Erfassungsbereich des ersten Netzwerkgeräts 210 befinden. Zum Beispiel kann das erste Netzwerkgerät 210 das zweite Netzwerkgerät 220 in den Cluster gruppieren, basierend auf der Feststellung, dass das zweite Netzwerkgerät 220 oder eines oder mehrere seiner jeweiligen Nachbargeräte (z. B. das zweite benachbarte Zielgerät 232) in der Gruppe der Nachbargeräte des ersten Netzwerkgeräts 210 liegt.
Im Beispiel von 2 kann jedes der Netzwerkgeräte im Cluster (einschließlich des ersten Netzwerkgeräts 210 und des zweiten Netzwerkgeräts 220) so konfiguriert sein, dass es den durchschnittlichen Netzwerkdurchsatz η_STP des Netzwerkgeräts während des STP zu überwachen. Jede der Netzwerkvorrichtungen im Cluster kann den durchschnittlichen Netzwerkdurchsatz η_STP Wert für den STP an das erste Netzwerkgerät 210 senden. Dann kann das erste Netzwerkgerät 210 so konfiguriert werden, dass es den Beginn des SRP an seine jeweiligen Nachbargeräte (einschließlich des benachbarten Zielgeräts 230) und an andere Netzwerkgeräte im Cluster (einschließlich des zweiten Netzwerkgeräts 220) ankündigt. Nachdem der Start des SRP angekündigt wurde, ändern die ersten und zweiten Netzwerkgeräte 210 und 220 und ihre jeweiligen Nachbargeräte die Kriterien für die Strahlenauswahl auf SINR-Maximierung, ohne dass eine Rückmeldung über die Strahlenauswahl bei anderen Knoten erforderlich ist. Während des SRP kann jedes der ersten und zweiten Netzwerkgeräte 210 und 220 mmWave-Strahlen auswählen, um SINR zu maximieren, um die Energieübertragung entlang von Interferenzpfadrichtungen zu begrenzen, indem zumindest Pfadidentifizierungsanweisungen 122, geschätzte AoA-Bestimmungsanweisungen 124 und Pfadauswahlanweisungen 126 wie oben beschrieben ausgeführt werden. Während des SRP kann das erste Netzwerkgerät 210 jedes der Netzwerkgeräte im Cluster so konfigurieren, dass es gleichzeitig über denselben mmWave-Kanal kommuniziert. Zum Beispiel kann das erste Netzwerkgerät 210 mit dem ersten benachbarten Zielgerät 230 kommunizieren (z. B. durch Ausführen von mindestens Kommunikationsanweisungen 128), indem es den ersten mmWave-Strahl zur gleichen Zeit (d. h. gleichzeitig) wie das zweite Netzwerkgerät 220 mit dem zweiten benachbarten Zielgerät 232 kommuniziert (z. B. durch Ausführen von mindestens Kommunikationsanweisungen 128), indem es den zweiten mmWaveStrahl verwendet.
Im Beispiel von 2 kann jedes der Netzwerkgeräte im Cluster (einschließlich der ersten und zweiten Netzwerkgeräte 210 und 220) so konfiguriert sein, dass es den durchschnittlichen Netzwerkdurchsatz η_SRP des Netzwerkgeräts während des SRP zu überwachen. Jedes der Netzwerkgeräte im Cluster kann den durchschnittlichen Netzwerkdurchsatz η_SRP Wert während des SRP an das erste Netzwerkgerät 210 (d. h. das führende Gerät) senden. Das erste Netzwerkgerät 210 kann so konfiguriert sein, dass es für jedes der Netzwerkgeräte im Cluster den ersten durchschnittlichen Durchsatz η_SRP des Netzwerkgeräts während der gleichzeitigen Kommunikation der Netzwerkgeräte im Cluster unter Verwendung desselben mmWave-Kanals zu bestimmen, und für jedes der Netzwerkgeräte im Cluster den zweiten durchschnittlichen Durchsatz η_STP des Netzwerkgeräts während der Time-Sharing-Kommunikation der Netzwerkgeräte in dem Cluster unter Verwendung desselben mmWave-Kanals. Für jedes der Netzwerkgeräte in dem Cluster, basierend auf (z. B. als Reaktion auf) einer Feststellung, dass η_SRP ≥ η_STP für das Netzwerkgerät kann das erste Netzwerkgerät 210 feststellen, dass SRP erfolgreich ist, um den Nettodurchsatz und die räumliche Wiederverwendung zu verbessern. Außerdem kann das erste Netzwerkgerät 210 für jedes der Netzwerkgeräte im Cluster auf der Grundlage (z. B. als Reaktion auf) der Feststellung, dass η_SRP < η_STP für das Netzwerkgerät, kann das erste Netzwerkgerät 210 das Netzwerkgerät aus dem Cluster herauslösen. In einem solchen Beispiel können das erste Netzwerkgerät 210 und das zweite Netzwerkgerät 220 oder beide so konfiguriert werden, dass sie für die Strahlenauswahl wieder auf eine die Signalstärke (z. B. SNR) maximierende Strategie umschalten.
Auf diese Weise kann das Beispielsystem 200 von 2 eine hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave-Wi-Fi bieten. Beispielsweise kann jede der ersten und zweiten Netzwerkvorrichtungen 210 und 230 eine Vielzahl identifizierter mmWellen-Ausbreitungspfade zwischen der Netzwerkvorrichtung und einem Satz jeweiliger benachbarter Vorrichtungen einschließlich einer benachbarten Zielvorrichtung identifizieren und für jede der jeweiligen benachbarten Vorrichtungen in dem Satz einen geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades zwischen der Netzwerkvorrichtung und der jeweiligen benachbarten Vorrichtung bestimmen, dadurch Identifizieren möglicher Kommunikationspfade zwischen jeder der ersten und zweiten Netzwerkvorrichtungen 210 und 220 und ihrer jeweiligen Zielnachbarvorrichtung, möglicher Interferenzpfade zwischen jeder der ersten und zweiten Netzwerkvorrichtungen 210 und 220 und ihren anderen Nachbarvorrichtungen in dem jeweiligen Satz und der räumlichen Richtungen (z. B.g., Winkelrichtungen) solcher Pfade. Darüber hinaus kann jedes der ersten und zweiten Netzwerkgeräte 210 und 220 einen der mmWave-Strahlen auswählen, der einen SINR entlang des geschätzten AoA jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät und dem jeweiligen benachbarten Zielgerät maximiert, und mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWave-Strahls kommunizieren, wodurch mmWave-Kommunikationen zwischen jedem der ersten und zweiten Netzwerkgeräte 210 und 220 und seinem jeweiligen benachbarten Zielgerät unter Verwendung eines mmWave-Strahls bereitgestellt werden, der Inter-Link-Interferenzen entlang von Interferenzpfaden zwischen dem Netzwerkgerät und anderen Netzwerkgeräten im Cluster, die im selben Frequenzkanal und mit denselben räumlichen Ressourcen arbeiten, abschwächt.
Darüber hinaus kann in dem Beispielsystem 200 von 2 das erste Netzwerkgerät 210 als führendes Gerät eines Clusters von Netzwerkgeräten bezeichnet werden, das das erste Netzwerkgerät 210 und das zweite Netzwerkgerät 220 umfasst, und um für jedes der Netzwerkgeräte in dem Cluster einen ersten durchschnittlichen Durchsatz η_STP des Netzwerkgeräts während Time-Share-Übertragungen der Netzwerkgeräte in dem Cluster unter Verwendung desselben mmWave-Kanals und einen zweiten durchschnittlichen Durchsatz η_SRP des Netzwerkgeräts während gleichzeitiger Übertragungen der Netzwerkgeräte in dem Cluster unter Verwendung desselben mmWave-Kanals, und basierend auf einer Bestimmung, dass η_SRP < η_STP für das zweite Netzwerkgerät 220 die Gruppierung des zweiten Netzwerkgeräts 220 aus dem Cluster aufheben, wodurch sichergestellt wird, dass gleichzeitige Übertragungen auf demselben mmWaveKanal durch das erste Netzwerkgerät 210 und das zweite Netzwerkgerät 220 nur dann stattfinden, wenn solche Übertragungen einen verbesserten Nettodurchsatz und eine räumliche Wiederverwendung ergeben.
3 ist ein Flussdiagramm eines Beispielverfahrens 300 für hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave-Wi-Fi. Obwohl die Ausführung des Verfahrens 300 im Folgenden mit Bezug auf das Netzwerkgerät 100 beschrieben wird, können auch andere Netzwerkgeräte verwendet werden, die für die Ausführung des Verfahrens 300 geeignet sind. Darüber hinaus ist die Implementierung des Verfahrens 300 nicht auf diese Beispiele beschränkt. Obwohl in der Methode 300 nur fünf Blöcke dargestellt sind, kann die Methode 300 auch andere hier beschriebene Aktionen umfassen. Auch wenn die Blöcke in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, können die in 3 dargestellten Blöcke in beliebiger Reihenfolge und zu jedem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt werden. Auch können einige der in Methode 300 dargestellten Blöcke weggelassen werden, ohne dass dies dem Geist und dem Umfang dieser Offenbarung zuwiderläuft.
Bezug nehmend auf 3 können in Block 305 des Verfahrens 300 Pfadidentifizierungsanweisungen 122, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, eine Vielzahl von mmWellen-Ausbreitungspfaden zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einem Satz benachbarter Geräte, einschließlich eines benachbarten Zielgeräts, auf der Grundlage von PDPs von Strahltrainingsrahmen identifizieren, die von dem Netzwerkgerät von jedem der benachbarten Geräte unter Verwendung einer Vielzahl von mmWellen-Strahlen empfangen werden. Jeder identifizierte mmWave-Ausbreitungspfad zwischen dem Netzwerkgerät 100 und einem benachbarten Gerät kann eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Gerät herstellen.
In Block 310 des Verfahrens 300 können die Anweisungen 124 zur Bestimmung der geschätzten AoA, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, für jedes der benachbarten Geräte in der Gruppe eine geschätzte AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Gerät bestimmen, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen vom benachbarten Gerät.
In Block 315 des Verfahrens 300 können die Pfadauswahlanweisungen 126, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, einen der mmWave-Strahlen auswählen, der einen SINR entlang des geschätzten AoA jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät maximiert. Zum Beispiel kann der ausgewählte mmWave-Strahl einen SINR der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang des geschätzten AoA jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät maximieren. In einigen Beispielen minimiert der ausgewählte mmWave-Strahl die Interferenz von den anderen benachbarten Netzwerkgeräten in der Gruppe als dem benachbarten Zielgerät entlang des geschätzten AoA jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und den anderen benachbarten Geräten in der Gruppe als dem benachbarten Zielgerät.
In Block 320 des Verfahrens 300 können die Kommunikationsanweisungen 128, wenn sie von der Verarbeitungsressource 110 ausgeführt werden, mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWellen-Strahls kommunizieren. Die Kommunikationsanweisungen 128 können Anweisungen enthalten, um von dem benachbarten Zielgerät ein mmWellen-Signal entlang der geschätzten AoA zu empfangen, das dem ausgewählten mmWellen-Strahl entspricht. Darüber hinaus können die Kommunikationsanweisungen Anweisungen zum Senden eines mmWellen-Signals entlang der geschätzten AoA, die dem ausgewählten mmWellen-Strahl entspricht, an das benachbarte Zielgerät enthalten.
4 ist ein Flussdiagramm eines Beispielverfahrens 400 für eine hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave Wi-Fi. Obwohl die Ausführung des Verfahrens 400 im Folgenden mit Bezug auf das Netzwerkgerät 100 beschrieben wird, können auch andere Netzwerkgeräte verwendet werden, die für die Ausführung des Verfahrens 400 geeignet sind. Darüber hinaus ist die Implementierung des Verfahrens 400 nicht auf diese Beispiele beschränkt. Obwohl in Verfahren 400 nur fünf Blöcke dargestellt sind, kann Verfahren 400 auch andere hier beschriebene Aktionen umfassen. Auch wenn die Blöcke in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, können die in 4 dargestellten Blöcke in beliebiger Reihenfolge und zu jedem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt werden. Auch können einige der in Verfahren 400 dargestellten Blöcke weggelassen werden, ohne dass dies dem Geist und dem Umfang dieser Offenbarung zuwiderläuft.
Bezug nehmend auf 4 können in Block 405 des Verfahrens 400 Pfadidentifizierungsanweisungen 122, wenn sie ausgeführt werden, jede der PDPs erzeugen, wobei jede der PDPs eine Signalstärke der empfangenen Strahltrainingsrahmen durch das Netzwerkgerät 100 unter Verwendung eines der mmWave-Strahlen als eine Funktion der Zeitverzögerung abbildet.
In Block 410 des Verfahrens 400 können Pfadidentifizierungsanweisungen 122, wenn sie ausgeführt werden, für jede der PDPs eine Anzahl von Impulsen der PDP, bei denen die Signalstärke einen vorbestimmten Schwellenwert (d.h. einen „ersten vorbestimmten Schwellenwert“) übersteigt, und eine mit jedem Impuls der PDPs verbundene Zeitverzögerung identifizieren.
In Block 415 des Verfahrens 400 können Pfadidentifizierungsanweisungen 122, wenn sie ausgeführt werden, das aggregierte Pfadprofil der PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen unter Verwendung der mmWellenstrahlen erzeugen, wobei das aggregierte Pfadprofil eine aggregierte Signalstärke der empfangenen Strahltrainingsrahmen der PDPs als Funktion der Zeitverzögerung abbildet. Darüber hinaus können in Block 415 des Verfahrens 400 Pfadidentifizierungsanweisungen 122, wenn sie ausgeführt werden, das Gesamtprofil der PDPs durch Ausrichten der PDPs auf der Grundlage der Zeitverzögerungen der Impulse der PDPs und Überlagerung der ausgerichteten PDPs erzeugen.
In Block 420 des Verfahrens 400 können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122, wenn sie ausgeführt werden, eine Anzahl von Impulsen des aggregierten Pfadprofils identifizieren, bei denen die aggregierte Signalstärke einen vorbestimmten Schwellenwert (d.h. einen „zweiten vorbestimmten Schwellenwert“) des aggregierten Pfadprofils überschreitet.
In Block 425 des Verfahrens 400 können die Pfadidentifizierungsanweisungen 122 bei ihrer Ausführung feststellen, dass die Gesamtzahl der mmWellen-Ausbreitungspfade gleich der Anzahl der Impulse des aggregierten Pfadprofils ist.
5 ist ein Flussdiagramm eines Beispielverfahrens 500 für hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave-Wi-Fi. Obwohl die Ausführung des Verfahrens 500 im Folgenden mit Bezug auf das Netzwerkgerät 100 beschrieben wird, können auch andere Netzwerkgeräte verwendet werden, die für die Ausführung des Verfahrens 500 geeignet sind. Darüber hinaus ist die Implementierung des Verfahrens 500 nicht auf diese Beispiele beschränkt. Obwohl in Verfahren 500 nur zwei Blöcke dargestellt sind, kann Verfahren 500 auch andere hier beschriebene Aktionen umfassen. Auch wenn die Blöcke in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, können die in 5 dargestellten Blöcke in beliebiger Reihenfolge und zu jedem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt werden. Auch können einige der in Verfahren 500 dargestellten Blöcke weggelassen werden, ohne dass dies dem Geist und dem Umfang dieser Offenbarung zuwiderläuft.
In Block 505 des Verfahrens 500 können die Anweisungen 124 zur geschätzten AoA-Bestimmung, wenn sie ausgeführt werden, eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugen, die eine Wahrscheinlichkeit angibt, dass jeder der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade entlang eines jeden einer Vielzahl von Winkeln verläuft, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von der benachbarten Vorrichtung. Darüber hinaus können die Anweisungen 124 zur Bestimmung der geschätzten AoA, um die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zu erzeugen, für jeden der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade folgende Anweisungen umfassen: für jeden der mmWellen-Strahlen des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades: (1) Bestimmen, für jeden der Winkel, einer Strahlrichtungsverstärkung eines vorbestimmten Strahlungsmusters der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang des Winkels, (2) Bestimmen einer Pfadstärkeverstärkung des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads unter Verwendung des mmWellen-Strahls, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von der benachbarten Vorrichtung, und (3) Berechnen, für jeden der Winkel, eines Produkts der Strahlrichtungsverstärkung entlang des Winkels und der Pfadstärkeverstärkung des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads unter Verwendung des mmWellen-Strahls.
In Block 510 des Verfahrens 500 können die Anweisungen 124 zur Bestimmung des geschätzten AoA, wenn sie ausgeführt werden, für jeden der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade bestimmen, dass der geschätzte AoA des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades einer der Winkel ist, der die höchste Wahrscheinlichkeit unter den Winkeln hat, entlang des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades zu liegen, wie durch die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion angegeben.
6 ist ein Flussdiagramm eines Beispielverfahrens 600 für hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave Wi-Fi. Obwohl die Ausführung des Verfahrens 600 im Folgenden mit Bezug auf das Netzwerkgerät 100 beschrieben wird, können auch andere Netzwerkgeräte verwendet werden, die für die Ausführung des Verfahrens 600 geeignet sind. Darüber hinaus ist die Implementierung des Verfahrens 600 nicht auf diese Beispiele beschränkt. Obwohl in Verfahren 600 nur zwei Blöcke gezeigt werden, kann Verfahren 600 auch andere hier beschriebene Aktionen umfassen. Auch wenn die Blöcke in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, können die in 6 dargestellten Blöcke in beliebiger Reihenfolge und zu jedem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt werden. Auch können einige der in Verfahren 600 gezeigten Blöcke weggelassen werden, ohne dass dies dem Geist und dem Umfang dieser Offenbarung zuwiderläuft.
In Block 605 des Verfahrens 600 können die Pfadauswahlanweisungen 126, wenn sie ausgeführt werden, für jeden der mmWave-Strahlen ein Verhältnis zwischen: (1) einer Summe der Strahlrichtungsverstärkungen entlang der geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät; und (2) einer Summe der Strahlrichtungsverstärkungen entlang der geschätzten AoAs jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads zwischen dem Netzwerkgerät 100 und jedem anderen benachbarten Gerät in der Gruppe. Zum Beispiel kann das ermittelte Verhältnis ein Verhältnis sein zwischen: (1) einer Summe der Strahlrichtungsverstärkungen der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang der geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät 100 und dem benachbarten Zielgerät; und (2) einer Summe der Strahlrichtungsverstärkungen der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang der geschätzten AoA jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät 100 und jedem anderen benachbarten Gerät in der Menge.
In Block 610 des Verfahrens 600 können die Pfadauswahlanweisungen 126, wenn sie ausgeführt werden, feststellen, dass der ausgewählte der mmWellen-Strahlen den höchsten Wert des Verhältnisses unter den Verhältnissen der mmWellenStrahlen hat.
7 ist ein Blockdiagramm eines Beispiel-Computersystems 700, in dem verschiedene hier beschriebene Ausführungsformen für eine hohe räumliche Wiederverwendung für mmWave-Wi-Fi implementiert werden können.
Das Computersystem 700 umfasst einen Bus 705 oder einen anderen Kommunikationsmechanismus zur Übermittlung von Informationen und mindestens einen mit dem Bus 705 verbundenen Hardware-Prozessor 710 zur Verarbeitung von Informationen. Bei dem mindestens einen Hardware-Prozessor 710 kann es sich z. B. um mindestens einen Allzweck-Mikroprozessor handeln.
Das Computersystem 700 umfasst auch einen Hauptspeicher 715, z. B. einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Cache, andere dynamische Speichergeräte oder Ähnliches oder eine Kombination davon, der mit dem Bus 705 verbunden ist, um Informationen und einen oder mehrere Befehle zu speichern, die von mindestens einem Prozessor 710 ausgeführt werden sollen. Der Hauptspeicher 715 kann auch zum Speichern temporärer Variablen oder anderer Zwischeninformationen während der Ausführung eines oder mehrerer Befehle verwendet werden, die von mindestens einem Prozessor 710 auszuführen sind. Solche ein oder mehrere Befehle, die auf Speichermedien gespeichert sind, auf die mindestens ein Prozessor 710 zugreifen kann, machen das Computersystem 700 zu einer Spezialmaschine, die so angepasst ist, dass sie die in den ein oder mehreren Befehlen angegebenen Operationen ausführen kann.
Das Computersystem 700 kann ferner einen Festwertspeicher (ROM) 720 oder eine andere statische Speichervorrichtung enthalten, die mit dem Bus 705 verbunden ist, um einen oder mehrere statische Befehle zu speichern, die von mindestens einem Prozessor 710 auszuführen sind. Solche ein oder mehrere Befehle, wenn sie auf Speichermedien gespeichert sind, auf die mindestens ein Prozessor 710 zugreifen kann, machen das Computersystem 700 zu einer Spezialmaschine, die so angepasst ist, dass sie die in den ein oder mehreren Befehlen angegebenen Operationen ausführt.
Das Computersystem 700 kann außerdem Informationen und eine oder mehrere Anweisungen für mindestens einen Prozessor 710 enthalten. Mindestens ein Speichergerät 725, wie z. B. eine Magnetplatte, eine optische Platte, ein USB-Stick (Flash-Laufwerk) oder Ähnliches oder eine Kombination davon, kann vorgesehen und mit dem Bus 705 verbunden sein, um Informationen und eine oder mehrere Anweisungen zu speichern.
Das Computersystem 700 kann ferner ein mit dem Bus 705 verbundenes Display 730 zur Anzeige einer grafischen Ausgabe für einen Benutzer umfassen. Das Computersystem 700 kann ferner ein Eingabegerät 735, wie z. B. eine Tastatur, eine Kamera, ein Mikrofon oder Ähnliches oder eine Kombination davon, enthalten, das mit dem Bus 705 verbunden ist, um eine Eingabe von einem Benutzer zu ermöglichen. Das Computersystem 700 kann ferner eine Cursorsteuerung 740, wie z. B. eine Maus, einen Zeiger, einen Stift oder Ähnliches oder eine Kombination davon, enthalten, die mit dem Bus 705 verbunden ist, um eine Eingabe von einem Benutzer zu ermöglichen.
Das Computersystem 700 kann ferner mindestens eine Netzwerkschnittstelle 745, wie z. B. einen Netzwerkschnittstellen-Controller (NIC), einen Netzwerkadapter oder Ähnliches oder eine Kombination davon, enthalten, die mit dem Bus 705 verbunden ist, um das Computersystem 700 mit mindestens einem Netzwerk zu verbinden.
Im Allgemeinen kann sich das Wort „Komponente“, „System“, „Datenbank“ und dergleichen, wie es hier verwendet wird, auf eine in Hardware oder Firmware verkörperte Logik oder auf eine Sammlung von Softwareanweisungen beziehen, die möglicherweise Einstiegs- und Ausstiegspunkte haben und in einer Programmiersprache wie z. B. Java, C oder C++ geschrieben sind. Eine Softwarekomponente kann kompiliert und zu einem ausführbaren Programm verknüpft werden, in einer dynamischen Link-Bibliothek installiert werden oder in einer interpretierten Programmiersprache wie BASIC, Perl oder Python geschrieben sein. Es versteht sich von selbst, dass Softwarekomponenten von anderen Komponenten oder von sich selbst aus aufrufbar sein können und/oder auf der Grundlage von (z. B. als Reaktion auf) erkannte Ereignisse oder Unterbrechungen aufgerufen werden können. Softwarekomponenten, die für die Ausführung auf Computergeräten konfiguriert sind, können auf einem computerlesbaren Medium, wie z. B. einer Compact Disc, einer digitalen Videodisc, einem Flash-Laufwerk, einer Magnetplatte oder einem anderen greifbaren Medium, oder als digitaler Download bereitgestellt werden (und können ursprünglich in einem komprimierten oder installierbaren Format gespeichert sein, das vor der Ausführung eine Installation, Dekomprimierung oder Entschlüsselung erfordert). Ein solcher Softwarecode kann teilweise oder vollständig in einem Speicher des ausführenden Computergeräts zur Ausführung durch das Computergerät gespeichert werden. Softwareanweisungen können in Firmware, wie z. B. einem EPROM, eingebettet sein. Darüber hinaus können die Hardwarekomponenten aus verbundenen Logikeinheiten wie Gattern und Flipflops und/oder aus programmierbaren Einheiten wie programmierbaren Gatteranordnungen oder Prozessoren bestehen.
Das Computersystem 700 kann die hier beschriebenen Techniken unter Verwendung von kundenspezifischer festverdrahteter Logik, einem oder mehreren ASICs oder FPGAs, Firmware und/oder Programmlogik implementieren, die in Kombination mit dem Computersystem das Computersystem 700 zu einer Spezialmaschine macht oder programmiert. Gemäß einer Ausführungsform werden die hierin beschriebenen Techniken vom Computersystem 700 auf der Grundlage (z. B. als Reaktion auf) mindestens eines Prozessors 710 ausgeführt, der eine oder mehrere Sequenzen von einer oder mehreren Anweisungen ausführt, die im Hauptspeicher 715 enthalten sind. Solche ein oder mehrere Anweisungen können in den Hauptspeicher 715 von einem anderen Speichermedium, wie z. B. mindestens einem Speichergerät 725, eingelesen werden. Die Ausführung der Sequenzen einer oder mehrerer Anweisungen, die im Hauptspeicher 715 enthalten sind, veranlasst mindestens einen Prozessor 710, die hier beschriebenen Prozessschritte durchzuführen. In alternativen Ausführungsformen können fest verdrahtete Schaltungen anstelle von oder in Kombination mit Softwareanweisungen verwendet werden.
In den hier beschriebenen Beispielen soll der Begriff „Wi-Fi“ jede Art von drahtloser Kommunikation umfassen, die den IEEE 802.11-Standards entspricht, ob 802.11ac, 802.11 ax, 802.11 a, 802.11n, 802.11 ad, 802.11ay usw. Der Begriff „Wi-Fi“ wird derzeit von der Wi-Fi Alliance ® verkündet. Alle von der Wi-Fi Alliance ® getesteten und als „Wi-Fi Certified“ (eine eingetragene Marke) zugelassenen Produkte sind als interoperabel untereinander zertifiziert, auch wenn sie von verschiedenen Herstellern stammen. Ein Benutzer mit einem „Wi-Fi Certified“-Produkt (ein eingetragenes Warenzeichen) kann jede WAP-Marke mit jeder anderen Marke von Client-Hardware verwenden, die ebenfalls zertifiziert ist. Normalerweise funktioniert jedoch jedes Wi-Fi-Produkt, das dasselbe Funkfrequenzband verwendet (z. B. das 60-GHz-Band für 802.11 ad oder 802.11ay), mit jedem anderen, auch wenn diese Produkte nicht „Wi-Fi Certified“ sind. Der Begriff „WiFi“ soll auch künftige Versionen und/oder Variationen der vorgenannten Kommunikationsstandards umfassen. Jede der vorgenannten Normen wird hiermit durch Bezugnahme einbezogen.
In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich der Begriff „Durchsatz“ auf die Rate der erfolgreichen Datenübertragung über eine Kommunikationsverbindung (z. B. eine drahtlose Verbindung). Der Durchsatz kann von der Bandbreite der Kommunikationsverbindung, der maximalen Datenübertragungsrate (d. h. der Spitzendatenrate oder Spitzenbitrate) über die Kommunikationsverbindung oder einer Kombination davon abhängen. Darüber hinaus kann der Durchsatz von der Höhe der Datenpaketverluste während der Datenübertragung über die Kommunikationsverbindung abhängen. Beispielsweise kann ein Netzwerkgerät den Durchsatz und damit die Leistung erhöhen, indem es die Bandbreite einer Kommunikationsverbindung erhöht, den Verlust von Datenpaketen während der Datenübertragung über die Kommunikationsverbindung verringert oder eine Kombination aus beidem. Der Durchsatz einer drahtlosen Verbindung kann durch eine Verschlechterung der Signalqualität (z. B. Freiraum-Pfadverlust) der drahtlosen Signale, die zum Aufbau der drahtlosen Verbindung gesendet und/oder empfangen werden, verringert werden.
In den hier beschriebenen Beispielen bezieht sich der Begriff „nicht-transitorische Medien“ und ähnliche Begriffe auf jedes elektronische, magnetische, optische oder andere physische Speichergerät, das ausführbare Anweisungen enthält oder speichert. Nichtflüchtige Medien können nichtflüchtige Medien und/oder flüchtige Medien umfassen. Zu den nichtflüchtigen Medien gehören beispielsweise optische oder magnetische Festplatten. Zu den flüchtigen Medien gehören zum Beispiel dynamische Speicher. Gängige Formen nichttransitorischer maschinenlesbarer Medien sind beispielsweise Disketten, flexible Platten, Festplatten, Solid-State-Laufwerke, Magnetbänder oder andere magnetische Datenspeichermedien, CD-ROMs, andere optische Datenspeichermedien, physische Medien mit Lochmustern, RAM, PROM und EPROM, FLASH-EPROM, NVRAM, andere Speicherchips oder -kassetten sowie deren vernetzte Versionen.
Nicht-transitorische Medien unterscheiden sich von Übertragungsmedien, können aber in Verbindung mit ihnen verwendet werden. Übertragungsmedien sind an der Übertragung von Informationen zwischen nicht-übertragenden Medien beteiligt. Zu den Übertragungsmedien gehören z. B. Koaxialkabel, Kupferdraht und Lichtwellenleiter. Übertragungsmedien können auch die Form von Schall- oder Lichtwellen haben, wie sie bei der Datenkommunikation über Funk und Infrarot erzeugt werden.
Wie hierin verwendet, kann der Begriff „oder“ sowohl im einschließenden als auch im ausschließenden Sinne verstanden werden. Darüber hinaus ist die Beschreibung von Ressourcen, Vorgängen oder Strukturen im Singular nicht so zu verstehen, dass der Plural ausgeschlossen wird. Bedingte Ausdrücke, wie z. B. „kann“, „könnte“, „könnte“ oder „darf“, sollen im Allgemeinen vermitteln, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Schritte einschließen, während andere Ausführungsformen diese nicht einschließen, es sei denn, es ist ausdrücklich etwas anderes angegeben oder im Zusammenhang mit der Verwendung anders zu verstehen.
Die in diesem Dokument verwendeten Begriffe und Ausdrücke sowie deren Abwandlungen sind, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, nicht einschränkend, sondern offen zu verstehen. Als Beispiele für das Vorstehende ist der Begriff „einschließlich“ im Sinne von „einschließlich, ohne Einschränkung“ oder dergleichen zu verstehen. Der Begriff „Beispiel“ wird verwendet, um exemplarische Beispiele für den Gegenstand der Diskussion zu geben, nicht um eine erschöpfende oder einschränkende Liste zu erstellen. Die Begriffe „ein“ oder „ein“ sind im Sinne von „mindestens ein“, „ein oder mehrere“ oder ähnlich zu verstehen. Das Vorhandensein von erweiternden Wörtern und Ausdrücken wie „einer oder mehrere“, „mindestens“, „aber nicht beschränkt auf“ oder ähnlichen Ausdrücken in einigen Fällen ist nicht so zu verstehen, dass der engere Fall beabsichtigt oder erforderlich ist, wenn solche erweiternden Ausdrücke nicht vorhanden sind.
Die hier vorgestellten Techniken können zwar auf verschiedene Weise modifiziert und alternativ gestaltet werden, doch wurden die oben genannten Beispiele nur beispielhaft dargestellt. Es ist zu verstehen, dass die Techniken nicht auf die hier offengelegten Beispiele beschränkt werden sollen. In der Tat umfassen die vorliegenden Techniken alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente, die in den wahren Geist und Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Ein Verfahren (300; 400; 500; 600), das Folgendes umfasst, Identifizieren (305) durch ein Netzwerkgerät (100) einer Vielzahl von Millimeterwellen-Ausbreitungspfaden (mmWave) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und einem Satz benachbarter Geräte, wobei der Satz ein benachbarte Zielgeräts umfasst, basierend auf Leistungsverzögerungsprofilen (PDPs) von Strahltrainingsrahmen, die von dem Netzwerkgerät (100) von jedem der benachbarten Geräte unter Verwendung einer Vielzahl von mmWave-Strahlen empfangen wurden; wobei das Identifizieren der Vielzahl von mmWellen-Ausbreitungspfaden zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem Satz benachbarter Geräte Folgendes umfasst: Erzeugen durch das Netzwerkgerät (100) eines aggregierten Pfadprofils der PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen unter Verwendung der mmWave-Strahlen, wobei das aggregierte Pfadprofil eine aggregierte Signalstärke der empfangenen Strahltrainingsrahmen der PDPs als eine Funktion der Zeitverzögerung abbildet; Identifizieren durch das Netzwerkgerät (100) einer Anzahl von Impulsen des aggregierten Pfadprofils, bei denen die aggregierte Signalstärke einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet; und Bestimmen durch das Netzwerkgerät (100), dass eine Gesamtzahl der mmWellen-Ausbreitungspfade gleich der Anzahl der Impulse des aggregierten Pfadprofils ist; Bestimmen (310) durch das Netzwerkgerät für jedes der benachbarten Geräte in dem Satz eines geschätzten Ankunftswinkels (AoA) (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Gerät, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von dem benachbarten Gerät; Auswählen (315) durch das Netzwerkgerät (100) einen der mmWave-Strahlen, der ein Signal-zu-Interferenz- und Rauschverhältnis (SINR) entlang der geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfades (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Zielgerät maximiert; und Kommunizieren (320) durch das Netzwerkgerät (100) mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWave-Strahls.
Verfahren (300; 400; 500; 600) nach Anspruch 1, wobei der ausgewählte mmWellen-Strahl Interferenz von den anderen benachbarten Netzwerkgeräten in dem Satz als dem benachbarten Zielgerät entlang der geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades zwischen dem Netzwerkgerät (100) und den anderen benachbarten Geräten in dem Satz als dem benachbarten Zielgerät minimiert.
Verfahren (300; 400; 500; 600) nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen des aggregierten Pfadprofils Folgendes umfasst: Erzeugen (405) jeder der PDPs durch das Netzwerkgerät (100), wobei jede der PDPs eine Signalstärke der empfangenen Strahltrainingsrahmen durch das Netzwerkgerät (100) unter Verwendung einem der mmWave-Strahlen als eine Funktion der Zeitverzögerung abbildet; Identifizieren (410) durch das Netzwerkgerät (100) für jede der PDPs einer Anzahl von Impulsen der PDP, bei denen die Signalstärke einen anderen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und einer mit jedem Impuls verbundenen Zeitverzögerung; und Erzeugen (415) des aggregierten Pfadprofils durch das Netzwerkgerät (100) durch Ausrichten der PDPs, basierend auf den Zeitverzögerungen der Impulse der PDPs und Überlagern der ausgerichteten PDPs.
Verfahren (300; 400; 500; 600) nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung der geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Gerät Folgendes umfasst: Erzeugen (505) durch das Netzwerkgerät (100) einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, die eine Wahrscheinlichkeit angibt, dass jeder der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade entlang jedem einer Vielzahl von Winkeln verläuft, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von dem benachbarten Gerät; und Bestimmen (510) durch das Netzwerkgerät (100) für jeden der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade (130), dass der geschätzte AoA (132) des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades (130) mindestens einem der Winkel entspricht, der die höchste Wahrscheinlichkeit unter den Winkeln hat, entlang des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades (130) zu liegen, wie durch die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion angegeben.
Verfahren (300; 400; 500; 600) nach Anspruch 4, wobei das Erzeugen der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion Folgendes umfasst: für jeden der identifizierten mmWave-Ausbreitungspfade (130): für jeden der mmWellen-Strahlen des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades: Bestimmen durch das Netzwerkgerät (100) für jeden der Winkel einer Strahlrichtungsverstärkung eines vorbestimmten Strahlungsmusters der empfangenen Strahltrainingsrahmen entlang des Winkels; Bestimmen durch das Netzwerkgerät (100) einer Pfadstärkeverstärkung des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades (130) unter Verwendung des mmWellen-Strahls, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von dem benachbarten Gerät; und Berechnen durch das Netzwerkgerät für jeden der Winkel eines Produkts aus der Strahlrichtungsverstärkung entlang des Winkels und der Pfadstärkeverstärkung des identifizierten mmWave-Ausbreitungspfads (130) unter Verwendung des mmWave-Strahls.
Verfahren (300; 400; 500; 600) nach Anspruch 1, wobei die Auswahl des einen der mmWellen-Strahlen Folgendes umfasst: Bestimmen (605) durch das Netzwerkgerät (100) für jeden der mmWave-Strahlen, eines Verhältnisses zwischen: (1) einer Summe von Strahlrichtungsverstärkungen entlang der geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Zielgerät; und (2) einer Summe von Strahlrichtungsverstärkungen entlang der geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und jedem anderen benachbarten Gerät in dem Satz; und Bestimmen (610) durch das Netzwerkgerät (100), dass der ausgewählte der mmWave-Strahlen den höchsten Wert des Verhältnisses unter den Verhältnissen der mmWave-Strahlen aufweist.
Verfahren (300; 400; 500; 600) nach Anspruch 1, wobei die Kommunikation mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWellen-Strahls umfasst: Empfangen eines mmWellen-Signals entlang der geschätzten AoA (132), das dem ausgewählten mmWellen-Strahl entspricht, durch das Netzwerkgerät (100) von dem benachbarten Zielgerät.
Verfahren (300; 400; 500; 600) nach Anspruch 1, wobei die Kommunikation mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWellen-Strahls umfasst: Übertragen durch das Netzwerkgerät (100) an das benachbarte Zielgerät eines mmWave-Signals entlang der geschätzten AoA (132), die dem ausgewählten mmWave-Strahl entspricht.
Verfahren (300; 400; 500; 600) nach Anspruch 1, wobei das Netzwerkgerät (100) mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung eines mmWave-Betriebskanals nach einem der Standards IEEE 802.11ad und 802.11ay kommuniziert.
Ein Artikel, der mindestens ein nicht-transitorisches, maschinenlesbares Speichermedium (120) umfasst, das Anweisungen enthält, die von mindestens einer Verarbeitungsressource (110) eines Netzwerkgeräts (100) ausgeführt werden können, zum: Identifizieren einer Vielzahl von Millimeterwellen-Ausbreitungspfaden (mmWave) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und einem Satz benachbarter Geräte, wobei der Satz ein benachbartes Zielgerät umfasst, basierend auf Leistungsverzögerungsprofilen (PDPs) von Strahltrainingsrahmen, die von dem Netzwerkgerät (100) von jedem der benachbarten Geräte unter Verwendung einer Vielzahl von mmWave-Strahlen empfangen wurden; Bestimmen eines geschätzten Ankunftswinkels (AoA) (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Gerät für jedes der benachbarten Geräte in dem Satz, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von dem benachbarten Gerät; wobei die Anweisungen zur Bestimmung des geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Gerät Anweisungen umfassen, zum: Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, die eine Wahrscheinlichkeit angibt, dass jeder der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade (130) entlang jedem einer Vielzahl von Winkeln verläuft, basierend auf den PDPs der empfangenen Strahltrainingsrahmen von dem benachbarten Gerät; und Bestimmen für jeden der identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfade(130), dass der geschätzte AoA (132) des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades (130) mindestens einem der Winkel entspricht, der die höchste Wahrscheinlichkeit unter den Winkeln hat, entlang des identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfades (130) zu liegen, wie durch die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion angegeben; Auswählen einen der mmWave-Strahlen, der ein Signal-zu Interferenz- und Rauschverhältnis (SINR) entlang der geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWave-Ausbreitungspfades (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Zielgerät maximiert; und Kommunizieren mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWave-Strahls.
Artikel nach Anspruch 10, wobei die Anweisungen zum Identifizieren der Vielzahl von mmWellen-Ausbreitungspfaden zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem Satz benachbarter Geräte die folgenden Anweisungen umfassen: Erzeugen jeder der PDPs, wobei jede der PDPs eine Signalstärke der empfangenen Strahltrainingsrahmen durch das Netzwerkgerät (100) unter Verwendung eines der mmWave-Strahlen als eine Funktion der Zeitverzögerung abbildet; Identifizieren für jede der PDPs eine Anzahl von Impulsen der PDP, bei denen die Signalstärke einen ersten vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und einer mit jedem Impuls verbundenen Zeitverzögerung; und Erzeugen eines aggregierten Pfadprofils durch Ausrichten der PDPs basierend auf den Zeitverzögerungen der Impulse der PDPs und Überlagern der ausgerichteten PDPs, wobei das aggregierte Pfadprofil eine aggregierte Signalstärke der empfangenen Strahltrainingsrahmen der PDPs als Funktion der Zeitverzögerung abbildet; Identifizierung einer Anzahl von Impulsen des aggregierten Pfadprofils, bei denen die aggregierte Signalstärke einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert überschreitet; und Bestimmen, dass eine Gesamtzahl der mmWellen-Ausbreitungspfade gleich der Anzahl von Impulsen des aggregierten Pfadprofils ist.
Artikel nach Anspruch 10, wobei die Anweisungen zur Auswahl des einen der mmWellen-Strahlen die folgenden Anweisungen umfassen: Bestimmen für jeden der mmWave-Strahlen ein Verhältnis zwischen: (1) einer Summe von Strahlrichtungsverstärkungen entlang der geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und dem benachbarten Zielgerät; und (2) einer Summe von Strahlrichtungsverstärkungen entlang der geschätzten AoA (132) jedes identifizierten mmWellen-Ausbreitungspfads (130) zwischen dem Netzwerkgerät (100) und jedem anderen benachbarten Gerät in dem Satz als dem benachbarten Zielgerät; und Bestimmen, dass der ausgewählte der mmWave-Strahlen den höchsten Wert des Verhältnisses unter den Verhältnissen der mmWave-Strahlen aufweist.
Artikel nach Anspruch 10, wobei die Anweisungen zur Kommunikation mit dem benachbarten Zielgerät unter Verwendung des ausgewählten mmWellen-Strahls die folgenden Anweisungen umfassen: Empfangen von dem benachbarten Zielgerät ein erstes mmWellen-Signal entlang der geschätzten AoA (132), das dem ausgewählten mmWellen-Strahl entspricht; und Übertragen eines zweiten mmWellen-Signals entlang der geschätzten AoA (132), die dem ausgewählten mmWellen-Strahl entspricht, an das benachbarte Zielgerät.