本专利申请要求于2015年12月30日提交的美国临时专利申请序列号62273381的优先权，通过引证将其结合于此。
所描述的实施方式总体上涉及无线通信。更具体地，所描述的实施方式涉及用于表征和选择无线网络的节点之间的微路线的系统、方法和设备。
背景技术：
无线网络的无线通信易受无线网络的节点之间的无线链路的干扰和故障的影响。
期望的是具有用于表征和选择无线网络的节点之间的微路线的方法、设备和系统。
技术实现要素：
一种实施方式包括一种方法。该方法包括通过由至少一个微路线形成的无线链路在第一节点和第二节点之间进行无线通信，确定至少一个微路线的状况，并且在确定该状况之后，基于至少一个微路线和至少一个其他微路线之间的相关性级别来选择用于第一节点和第二节点之间的通信的至少一个其他微路线。
另一个实施方式包括一种无线网络。无线网络包括第一节点和第二节点，其中，第一节点通过由至少一个微路线形成的无线链路与第二节点无线通信。无线网络进一步包括控制器，其中，控制器可操作以确定至少一个微路线的状况，在确定该状况之后，基于至少一个微路线和至少一个其他微路线之间的相关性级别来选择用于第一节点和第二节点之间的通信的至少一个其他微路线。
一种实施方式包括一种方法。该方法包括表征第一节点和第二节点之间的多个微路线，其中，多个微路线包括至少一个微路线和至少一个其他微路线，包括：向多个方向引导由第一节点的多个天线形成的第一波束，对于第一波束的多个方向中的每一个，向多个方向引导由第二节点的多个天线形成的第二波束，并且针对第一波束的多个波束方向中的每一个以及第二波束的多个波束方向中的每一个表征第一节点和第二节点之间的链路质量。
另一个实施方式包括一种无线网络。无线网络包括第一节点和第二节点。无线网络进一步包括控制器，其中，控制器可操作以：表征第一节点和第二节点之间的多个微路线，其中，多个微路线包括至少一个微路线和至少一个其他微路线，包括：向多个方向引导由第一节点的多个天线形成的第一波束，对于第一波束的多个方向中的每一个，向多个方向引导由第二节点的多个天线形成的第二波束，并且针对第一波束的多个波束方向中的每一个以及第二波束的多个波束方向中的每一个表征第一节点和第二节点之间的链路质量。
从结合附图的以下详细描述中所描述的实施方式的其他方面和优势将变得显而易见，附图通过举例的方式示出了所描述的实施方式的原理。
附图说明
图1a示出了根据实施方式的无线网络的发送器和接收器，其中，微路线形成在第一节点和第二节点之间。
图1b示出了根据实施方式的无线网络的第一节点和第二节点，其中，第一节点和第二节点之间的微路线被表征。
图2a示出了根据实施方式的无线网络的发送器和接收器，其中，单个微路线可以形成在多个波束方向的第一节点和第二节点之间。
图2b示出了根据实施方式的通过聚集针对多个波束方向测量的链路质量所识别的微路线。
图3示出了根据实施方式的微路线的测量质量的表格。
图4示出了根据实施方式的波束成形信号的主波瓣和旁波瓣。
图5示出了根据实施方式的微路线的测量质量的表格，并且进一步示出了可以表示波束成形信号的主波瓣和旁波瓣的测量质量。
图6示出了根据实施方式的波束成形信号的主波瓣和旁波瓣，并且进一步示出了单独的微路线的可能信号。
图7示出了根据实施方式的列出在时间t1时的五个微路线中的每一个的测量链路质量并且列出与第一微路线相关的级别的第一表格、列出在时间t2时的五个微路线中的每一个的测量链路质量并且列出与第一微路线相关的级别的第二表格。
图8示出了根据实施方式的无线网络的第一节点和第二节点，其中，在两个发送方向和接收方向上表征第一节点和第二节点之间的微路线。
图9是根据实施方式的包括表征第一节点和第二节点之间的微链路的方法行为的流程图。
图10是根据实施方式的包括聚集微路线的测量信号质量的方法行为的流程图。
图11是根据实施方式的包括选择用于无线网络的第一节点和第二节点之间的通信的微链路的方法行为的流程图。
图12示出了根据实施方式的位于紧邻交通路口的发送节点和接收节点、以及用于微路线表征和选择的模式检测的实现方式。
图13示出了根据实施方式的发送节点、接收节点和云服务器。
具体实施方式
所描述的实施方式包括用于表征无线网络的第一节点和第二节点之间的多个微链路的方法、设备和系统。对于一实施方式，一旦被表征，就为第一节点和第二节点之间的无线通信选择所表征的微路线中的一个或多个。对于一实施方式，在检测到用于无线网络的节点之间的无线通信的微路线的状况(对于一实施方式，该状况表示低于阈值的微路线的性能)时，基于该微路线和不同的微路线之间的相关性级别选择不同的微路线。
微路线
微路线是无线网络的无线节点之间形成的发送路径。由于现实世界状况，可以在无线节点之间形成直接和反射发送路径(微路线)。微路线可以随着时间改变，其中，由于无线节点之间的状况和环境改变，一些微路线消失并且其他微路线形成。通常，一些微路线是相关的(即，微路线是相似的，因为相同的作用(诸如，干扰)影响通过微路线的无线通信的性能)，并且一些微路线是不相关的(即，小于阈值的相关)。对于一实施方式，当微路线用于无线通信，并且该微路线遭受性能退化影响时，选择不同的(新的)微路线替换该微路线，其中，基于微路线与不同微路线的相关性级别选择不同的微路线。不同的微路线与预先选择或使用的微路线越不相关，该不同的路线越不可能遭受相同的性能退化影响。
微路线分析
微路线分析处置微路线的处理。对于一实施方式，微路线的处理包括微路线的识别、以及所识别的微路线的表征。对于一实施方式，在连接至无线节点的上游服务器处(诸如，在云控制器处)执行微路线分析。对于一实施方式，在链路级别处(例如，在一个或多个无线节点处)执行微路线分析。对于一实施方式，通过云控制器和本地链路分析(la)模块之间的交互在链路的发送部分处共同执行微路线分析。所描述的实施方式中的至少一些包括用于选择、排序和去除链路级别中使用的微路线的处理。
微路线相关性检测
微路线相关性检测指的是波束形成向量组合至链路的实际物理路径的映射。通过定义，微路线与信道的可用的传播路径中的一个同义。微路线可以对应于物理路径，该物理路径可以是视路线径或者一级或多级的反射。另外，由于环境的几何形状和类型，可以使链路中的两个独特路径(微路线)相关。对于一实施方式，存在于云或一个或多个无线节点中的分析模块识别无线节点之间的链路的微路线之间的相关性级别。对于一实施方式，通过随着时间测试不同的微路线、并且确定性能的相似性以及不同的微路线的性能的变化来确定所识别的微路线之间的相关性。相似性越小，不同的微路线之间的相关性越小。
对于至少一些实施方式，随着时间监测发送节点和接收节点之间的微路线。即，随着时间重复地重新表征微路线的性能。对于至少一些实施方式，通过重复的表征确定不同的微路线之间的性能(例如，测量的链路质量)变化，来确定不同的微路线之间的相关性级别。即，相关性确定包括确定不同的微路线的性能是否随着时间发生相似或不同变化。不同的微路线越相关，微路线的性能变化越相似。不同的微路线越不相关，微路线的性能变化越不相似。统计过程可用于通过随着时间重复表征不同的微路线的性能来比较不同的微路线的性能，来确定不同的微路线之间随着时间的相似性或差异性。
对于至少一些实施方式，通过确定不同的微路线的性能如何受到网络状况变化的影响来确定不同的微路线之间的相关性。示例性网络状况包括一个或多个干扰信号的引入或消除、网络拓扑的变化(诸如，网络节点的添加或移除、或者网络节点的位置的变化)、无线网络周围或围绕无线网络的环境的变化(诸如，物理对象的移动、添加或减少)。如果不同的微路线是相关的，则网络状况的变化将相似地改变不同的微路线的性能。如果不同的微路线是不相关的，则网络状况的变化将不同地改变不同的微路线的性能。统计过程可用于确定伴随网络状况变化的不同的微路线之间的相似性或差异性。
识别微路线
图1a示出了根据实施方式的无线网络的发送器和接收器，其中，微路线形成在第一节点(tx)和第二节点(rx)之间。如所示，三个物理路径(ur1，ur2，ur3)存在于发送器(tx)和接收器(rx)之间。三个物理路径(微路线)中的每一个包括从发送器(tx)的离去角(aod)至接收器(rx)的到达角(aoa)。
对于至少一些实施方式，发送器(tx)和接收器(rx)中的每一个包括多个天线，并且可操作以形成定向波束。例如，如果在已激发的微路线的aod附近引导由发送器(tx)的多个天线形成的波束的主波瓣并且在已激发的微路线的aoa附近引导由接收器(rx)的多个天线形成的波束的主波瓣，则发送天线波束和接收器天线波束方向的正确组合激发微路线中的一个。
对于一实施方式，在链路层处(在节点处)，波束形成获取程序识别可以在发送节点和接收节点之间建立链路的所有波束组合。对于一实施方式，在系统级别处(例如，由通过网络连接至发送节点和接收节点的云服务器控制的)，波束形成获取程序识别可以在发送节点和接收节点之间建立链路的所有波束组合。
图1b示出了根据实施方式的无线网络的第一节点110和第二节点120，其中，第一节点110和第二节点120之间的微路线被表征。对于一实施方式，第一节点110(发送节点)包括多个天线并且发送波束成形信号。第一节点110的波束成形信号的方向被调整为多个方向设定。即，第一节点110的波束成形信号的aod针对多个方向设定中的每一个是不同的。对于一实施方式，多个方向设定包括在多个角度(多个aod)上扫描第一节点110的aod。
对于至少一些实施方式，第一节点110和第二节点120包括多个扇区111、112、113、114、121、122、123、124。对于至少一些实施方式，每个扇区包括无线电。进一步地，对于一实施方式，每个扇区包括可操作以形成波束的多个天线。
对于一实施方式，针对第一节点110的波束成形信号的每一个多个波束方向设定，第二节点(接收节点)120的波束成形方向被调整为多个方向设定。针对第一节点110的波束成形信号和第二节点120的波束成形方向的每个设定，在第一节点110和第二节点120之间进行链路质量表征。对于一实施方式，发送节点110在第一(发送)节点110的每一个波束成形方向处发送相等的信号。然后接收节点120测量在第二(接收)节点的每一个波束成形方向处接收的信号电平。
对于一实施方式，基于发送节点的波束成形方向和接收节点的波束成形方向生成矩阵。这个矩阵可以是二维矩阵和三维矩阵。对于一实施方式，矩阵的元素的数量取决于发送节点的波束成形方向的数量和接收节点的波束成形方向的数量。
无线节点之间的信道和系统模型
对于一实施方式，在两个n元素天线阵列(即，具有n个天线元素的两个节点(发送节点和接收节点))之间的模拟nxn多路径信道h给出为：
其中，l是路径索引，α(l)是捕捉路径l的相对振幅和相位的路径的复系数，θr(l)是对应于接收阵列处的路径l的到达角的离散型傅里叶变换(dft)角，θt(l)是对应于接收阵列处的路径l的离去角的dft角，τ(l)是路径l的相对时延，并且v(θ)是其中第n条目是exp(jnθ)的dft向量。
对于一实施方式，至dft角(角频率)的映射和物理方向与阵列参数相关并且表示为
对于波束形成器的给定组合，在tx和rx处为{wt，wr}，链路的输入输出关系可以写为
现在考虑在tx和rx处的几何波束形成。几何波束形成也满足dft结构。至于在角频率φt的tx波束形成和在角频率φr的rx波束形成，有效信号分量给出为：
其中
δt(l)＝φt-θt(l)
δr(l)＝θr(l)-φr
应注意的是，以上分析没有考虑由于不同路径(例如，地弹)的仰角变化所导致的任何不同响应。这意味着天线响应在仰角上是平坦的，或者路径具有相同反应的仰角。
对于没有控制仰角尺寸的天线阵列的实施方式，通过捕捉路径的复系数α(l)中的仰角影响，仰角影响可以适当地建模为如下：
即使对于其中方位波束形成是最佳的地弹，除了由反射引起的衰减之外，仰角响应还在相当大的程度上被衰减。例如，在其中天线高度仅为5m且距离为200m的地弹影响的最差的一种情况下，仰角将大约为3度。具伴随约10度的仰角hpbw的天线阵列，两端处的天线方向图可以共同将地弹抑制至少3db。另外，地面反射被预期为至少2db，导致至少5db的最小抑制。
对于建立的波束组合，可以看出将主要激发仅一个微路线。在此，有效信道大约为
其中，l★表示已被波束形成器激发的重要物理路径的索引。
图2a示出了根据实施方式的无线网络的发送器(tx)和接收器(rx)，其中，单个微路线210可以形成在多个波束方向的第一节点(tx)和第二节点(rx)之间。即，例如，图2a示出了tx的两个不同的波束方向(m，n)和rx的两个不同的波束方向(q，p)。不同的这些方向组合激发相同的微路线210是可行的。一种实施方式包括聚集所测量的与单个微路线对应的多个波束方向的响应。即，发送节点的多个波束方向和接收节点的多个波束方向可以激发相同的微路线。至少一些实施方式包括聚集所测量的多个波束方向到单个识别的微路线中的响应。
图2b示出了根据实施方式的通过聚集针对多个波束方向测量的链路质量而识别的微路线。图2b中描述的数字“1”表示大于阈值的链路质量测量值。如果测量值小于阈值，则不用“1”表示。第一群集230包括针对第一组发送波束方向和接收波束方向的多个链路质量测量值。群集内的测量值是相关的，因为具有大于链路质量阈值的链路质量，并且因为具有非常相似(在阈值内)的波束设定方向。
第二群集240包括针对第二组发送波束方向和接收波束方向的多个链路质量测量值。第三群集250包括针对第二组发送波束方向和接收波束方向的多个链路质量测量值。
对于至少一些实施方式，聚集多个链路质量测量值包括基于针对多个发送波束方向(多个aod)和针对多个接收波束方向(多个aoa)的发送节点和接收节点之间的链路质量测量值来生成链路质量矩阵。进一步地，聚集包括识别具有好于质量阈值的质量的链路质量测量值。进一步地，大于阈值并且在aod范围阈值内且在aoa范围阈值内的链路质量测量值被聚集，并且每个群集被识别为单个微链路。即，如图2a所示，可以针对aod的小(阈值)变化范围和aoa的小(阈值)变化范围在发送节点(tx)和接收节点(rx)之间形成单个微路线。对于一实施方式，针对aod和aoa的小(小于阈值)变化的具有好于质量阈值的链路质量的所测量链路质量被聚集，并且被指定为单个微路线。一旦被聚集，所描述的实施方式进一步包括将所识别的不同的群集(微路线)分类为微路线的旁波瓣或者分类为单独的微路线。
对群集分类
对于一实施方式，群集仅包括单个发送器aod和单个接收器aoa的单个链路质量测量值。对于一实施方式，群集包括多个发送器aod和多个接收器aoa的多个链路质量测量值。
至少一些实施方式包括基于链路几何形状的确定性方面的处理。至少一些实施方式包括一个或多个的以下假设。第一假设包括假设链路预算使得仅阵列方向图(至少在一侧上)的主波瓣可以建立该链路。第二假设包括假设利用任何波束组合可以激发最多仅一个物理传播路径。对于具有地弹的一些实施方式，可以存在两条路径，但是地弹路径至少低5db。对于至少一些实施方式，在分析中仍然单独考虑地弹。第二假设包括利用cphy假设需要-8db的最小snr来建立该链路。假设对于调制和编码方案8(mcs8)需要10db，则存在18db的裕度来建立该链路。
假设波束组合
振幅和相位项为
利用不同的波束组合(φt2，φr2)，
g(φt2，φr2)＝|α(l★)|sinc(n(φt2-θt(l★)))sinc(n(θr(l★)-φr2))
相对增益变化为
并且相对相位变化为
假设第二波束组合(φt2，φr2)针对微路线l★改进，相当于φt2≈θt(l★)和φr2≈θr(l★)，我们有
现在考虑地弹的影响。因为方位波束方向图为los和地弹路径共用，因此我们有
其中，αlos和τlos分别是针对los路径的复系数和相对路径延迟，αgb和τgb分别是针对地弹的复系数和相对路径延迟。
从以上可以看出，可以认为上述信道响应具有两个分量：一个基于相对于aoa和aod的波束形成，而另一个完全基于物理传播路径。可以验证相对增益变化和相位变化是相同的，无论存在或不存在地弹。基于上述分析，至少一些实施方式包括用于将波束形成器映射到群集中的以下方法。
基于阵列波束宽度的聚集(被动法)
在图2a中可以观察到，天线方向图响应在小于2.5度时从峰值减少5db(5db波束宽度＝5度)。因此，如果
则两个工作波束组合
这个方法是被动的，因为它不需要任何空中激活(ota)通信来确定相关性。
基于不匹配组合的聚集(主动法)
这个是其中需要ota通信来检测相关的主动法。如果以下为真，则两个组合是相关的：
其中，γ(.)是针对在建立该链路时波束组合的成功的指示函数。
另外，以下是相关性的良好测量：
g(φt2,φr2)≤max(g(φt2,φr2),g(φt1,φr1))
基于相对增益和相位变化(主动法)
这个方法可以使用用于假设ota的有效测试的波束改进协议(brp)字段。使用brp字段，以下度量被计算为：
基于本部分中的分析，相对增益变化应该使得
并且相对相位变化应该为
通常，以上计算还可以不使用brp而是使用信道估计和路径延迟估计来计算。
否则，波束组合不是相关的。
至少一些实施方式包括数据包结构，使得采用数据包的训练字段以检查波束的相关性。
图3示出了根据实施方式的微路线的测量质量的表格。该表格包括发送节点(第一节点或第二节点)与接收节点(第一节点或第二节点)之间的链路质量的测量值。对于一实施方式，表格的列(1-12)表示第一(发送)节点的不同的波束方向(aod)。对于一实施方式，表格的行(1-12)表示第二(接收)节点的不同的波束方向(aoa)。
如上所述，对于一实施方式，在发送节点和接收节点的每一个波束形成方向上进行链路质量表征。对于图3的表格，“x”值表示链路质量低于预定阈值。即，在第一节点和第二节点的这些波束方向的设定处的链路质量低于阈值。
对于一实施方式，图3中描述的一个或多个“v”表示如图2b所示的测量值的群集。即，“v”可以表示已经被聚集到单个代表中的多个测量值。即，图3中描述的每一个波束设定可包括已经被聚集到单个代表中的更好的分辨率设定。
第一链路质量测量值被描述为“v1”，它对应于第一节点的波束方向设定6以及第二节点的波束设定方向6。如果v1的值大于链路质量的所有其他测量值，则这些设定与第一节点和第二节点之间的最高质量微路线对应。对于一实施方式，可以选择这个微路线用于第一节点和第二节点之间的通信。然而，至少一些实施方式包括如果最初选择的微路线故障则识别可以使用的其他微路线。
如图3的表格所示，还描述了其他值v2(与第一节点的波束方向设定4和第二节点的波束方向设定6对应)、v3(与第一节点的波束方向设定8和第二节点的波束方向设定6对应)、v4(与第一节点的波束方向设定6和第二节点的波束方向设定4对应)、v5(与第一节点的波束方向设定6和第二节点的波束方向设定8对应)、v6(与第一节点的波束方向设定1和第二节点的波束方向设定4对应)、v7(与第一节点的波束方向设定2和第二节点的波束方向设定2对应)、v8(与第一节点的波束方向设定4和第二节点的波束方向设定2对应)、v9(与第一节点的波束方向设定6和第二节点的波束方向设定2对应)、v10(与第一节点的波束方向设定10和第二节点的波束方向设定11对应)、v11(与第一节点的波束方向设定3和第二节点的波束方向设定11对应)、v12(与第一节点的波束方向设定3和第二节点的波束方向设定10对应)、v13(与第一节点的波束方向设定4和第二节点的波束方向设定11对应)。这些链路质量的其他测量值中的任一个可以是与v1的所测量链路质量对应的微路线不同的微路线。
一旦确定了针对发送节点和接收节点的多个波束形成方向中的每一个的链路质量的测量值的表格，则下一个行为是确定这些链路质量测量值中的哪些对应于不同的微路线。即，这些测量值中的一些可以对应于不同的微路线，或者测量值中的一些可以对应于共用微路线的旁波瓣。期望确定哪些测量值对应于微路线并且哪些测量值对应于旁波瓣，因为微路线的主波瓣的不同旁波瓣与主波瓣高度相关。因此，如果主波瓣衰弱(降低的信号质量引起感测的状况)或不再可用，则该微路线的旁波瓣通常也将不再可用。如前所述，至少一些实施方式包括如果选择的微路线不再执行以及期望不执行或执行故障，则识别可以使用的替换的微路线。
确定信号质量的测量值是否与另一个微路线对应或者作为微路线的旁波瓣的一种方式是确定旁波瓣应该位于例如图3的表格中的何处。以下讨论针对可以由至少一些实施方式使用的波瓣和旁波瓣的预期振幅(测量的)以便区分主波瓣的旁波瓣和替换的(不同的)微路线。
图4示出了根据实施方式的波束成形信号的主波瓣410和旁波瓣420、430。如将描述的，可以使用波束成形的发送信号的主波瓣的旁波瓣(诸如，图4中示出的)的预期的测量值来区分图3的表格中的不同的微路线和旁波瓣。即，通常主波瓣的旁波瓣具有的振幅的功率电平比主波瓣的振幅的功率电平小期望值。如果振幅的观察值大于期望值，则可以推断可能观察到的旁波瓣实际上是不同的微路线而不是旁波瓣。
图5示出了根据实施方式的微路线的测量质量的表格，并且进一步示出了可以表示波束成形信号的主波瓣和旁波瓣的测量质量。第一(发送)节点的波束设定方向6的旁波瓣将趋向于落入相同的列内。即，对应于所测量链路质量v1的微路线的旁波瓣将趋向于位于表格的与测量值v1相同的列内。例如，所测量链路质量v4和v5最初可以分类为与旁波瓣对应，因为它们与v1的微路线位于相同的列中。
进一步地，第一(发送)节点的波束设定方向6的旁波瓣将趋向于落入相同的列内。即，对应于测量链路质量v1的微路线的旁波瓣将趋向于位于表格的与测量值v1相同的行内。例如，所测量链路质量v2和v3最初可以分类为与旁波瓣对应，因为它们与v1的微路线位于相同的行中。
进一步地，对于一实施方式，测量值v6、v7、v8、v9、v10、v11、v12、v13被分类为对应于与v1的微路线不同的微路线，因为这些值全部位于图5和图3的表格内的与v1不同的列和行中。然而，应注意，这些值中的一些可以是这些值中的另一些的旁波瓣。
图6示出了根据实施方式的波束成形信号的主波瓣和旁波瓣，并且进一步示出了单独的微路线的可能信号。如所示，微路线620可能混淆为微路线610的旁波瓣。然而，微路线620的振幅太大而不能视为旁波瓣。即，微路线610的旁波瓣将预期的振幅(测量的信号质量)比微路线610的振幅要低预期的旁波瓣振幅阈值。然而，微路线620的振幅大于这个量，并且因此，可以被指定为单独的微路线。
图7示出了根据实施方式的列出在时间t1时的五个微路线中的每一个的测量链路质量并且列出与第一微路线的相关性级别的第一表格、列出在时间t2时的五个微路线中的每一个的测量链路质量并且列出与第一微路线的相关性级别的第二表格。如前所述，由于无线网络的状况改变，因此可以改变微路线之间的相关性级别。对于至少一些实施方式，随着时间监测(测量)所识别的不同的微路线之间的相关性级别。进一步地，可以感测状况以确定是否重新测量微路线之间的相关性级别。
对于一实施方式，确定第一微路线和第二微路线之间的相关性级别包括确定事件或所感测的状况对第一微路线和第二路线的影响程度。第一微路线与第二微路线越相关，事件或所感测的状况对第一微路线和第二微路线的影响越相似。进一步地，第一微路线与第二微路线越不相关，事件或所感测的状况对第一微路线和第二微路线的影响越小。
如前所述，对于至少一些实施方式，如果感测或确定了被用于无线通信的微路线的链路状况(例如，链路的故障)，则基于新的微路线与正在使用的微路线的相关性级别来选择新的微路线。对于一实施方式，如果感测或确定了被用于无线通信的微路线的链路状况(例如，链路的故障)，则新的微路线与正在使用的微路线越不相关，将选择新的微路线的机会越为可能。
如前所述，对于至少一些实施方式，随着时间监测发送节点和接收节点之间的微路线。即，随着时间重复地重新表征微路线的性能。对于至少一些实施方式，通过重复表征确定不同的微路线之间的性能(例如，测量的链路质量)变化，来确定不同的微路线之间的相关性级别。即，相关性确定包括确定不同的微路线的性能随着时间发生相似变化还是不同变化。不同的微路线越相关，微路线的性能变化越相似。不同的微路线越不相关，微路线的性能变化越不相似。统计过程可用于通过随着时间重复表征不同的微路线的性能来比较不同的微路线的性能，来确定不同的微路线之间随着时间的相似性或差异性。
如前所述，对于至少一些实施方式，通过确定不同的微路线的性能如何受到网络状况变化的影响，来确定不同的微路线之间的相关性。示例性网络状况包括一个或多个干扰信号的引入或消除、网络拓扑的变化(诸如，网络节点的添加或移除、或者网络节点的位置变化)、无线网络周围或围绕无线网络的环境的变化(诸如，物理对象的移动、添加或减少)。如果不同的微路线是相关的，则网络状况的变化将相似地改变不同的微路线的性能。如果不同的微路线是不相关的，则网络状况的变化将不同地改变不同的微路线的性能。统计过程可用于确定伴随网络状况的变化的不同的微路线之间的相似性或差异性。
对于一实施方式，生成矩阵，其中，矩阵的元素表示由行ii表示的微路线与由列j表示的微路线之间的相关性。
对于一实施方式，基于在用于第一微路线和用于第二微路线的发送器处的aod之间的角位差、和/或在用于第一微路线和用于第二微路线的接收器处的aoa之间的角位差来确定第一微路线和第二微路线之间的相关性。即，根据在用于第一微路线的发送器处的aod和在用于第二微路线的发送器处的aod之间的差异、和/或根据在用于第一微路线的发送器处的aod和在用于第二微路线的发送器处的aod之间的差异来确定第一微路线和第二微路线之间的相关性
相关的微路线和备用的微路线
对于至少一些实施方式，如果：
pr(ur[k]＝1|ur[i]＝0)≤ρpr(ur[k]＝1)
则两个微路线被认为是相关的，其中，ρ是相关性检测阈值。示例性ρ为：ρ＝0.7。
确定备用的微路线的有用度量
k*＝argmaxpr(ur[k]＝1|ur[i]＝0)。
对于一实施方式，针对微路线i的顶级独立的微路线的集合给出为
si＝{k1…kn}
使得
pr(ur[k1]＝1|ur[i]＝0)≥pr(ur[k2]＝1|ur[i]＝0)...≥pr(ur[kn]＝1|ur[i]＝0)
以及
当微路线的集合被传送至该链路时，该链路在基于最近的信道状况从该集合确定最佳备用时具有更多弹性：
确定备用微路线的另一个度量是唯一基于边际分布：
k*＝argmaxpr(ur[k]＝1)
对于至少一些实施方式，该链路的发送器将备用微路线的列表传送至它的接收器。进一步地，代替在例如中央控制器中唯一依靠e2e(端到端)统计，备份微路线可以基于状况概率的e2e计算、微路线(在链路级别)的当前容量、到达现有微路线的角距离(越远越好)中的一项或多项的加权组合来确定。应注意，单独的每一个度量是加权度量的一个特殊情况。
时间相关性
对于至少一些实施方式，另一个重要的统计分析是微路线跨时间的相关性。这个分析可以推论微路线的以下开关行为中的一些。首先，例如，交通路口附近的分布节点经受周期模式，在周期模式中，在有限时间窗口期间几个微路线被阻断或创建。例如，在取决于灯的路口，交通可以平行/垂直于该链路的方向进行。第二，夜间的公共汽车停放。
为了计算概率，至少一些实施方式包括基于时间掩模过滤观察。基于初始观察，控制器可以触发特定于时间的程序以确认或拒绝假设。例如，当计算的相关性接近阈值时，控制器可以使用brp字段触发链路级别程序以便计算相对振幅和相位。
图8示出了根据实施方式的无线网络的第一节点和第二节点，其中，在两个发送方向和接收方向上表征第一节点和第二节点之间的微路线。即，图1b描述了表征节点110正在发送并且节点120正在接收时的微链路。然而，如图8所示，可以在表征过程期间颠倒节点110、120之间的关系。
对于一实施方式，在发送和接收方向上都生成与图3的表格相似的微路线的测量质量的矩阵或表格，导致多于一个矩阵或表格。即，例如，当节点110正在发送并且节点120正在接收时生成的微路线的测量质量的矩阵或表格，以及当节点110正在接收并且节点120正在发送时生成的微路线的测量质量的另一矩阵或表格。对于一实施方式，组合微路线的质量的一个或多个矩阵。
对于一实施方式，组合在两个不同的链路方向上生成的矩阵包括识别这两个矩阵共用的群集，并且在组合的矩阵内仅包括共用的群集。即，从组合的矩阵中删除一个矩阵中的也不在另一个矩阵中的群集。
图9是根据实施方式的包括表征第一节点和第二节点之间的微链路的方法行为的流程图。第一步骤910包括向多个方向引导由第一节点的多个天线形成的第一波束。第二步骤920包括对于第一波束的多个方向中的每一个，向多个方向引导由第二节点的多个天线形成的第二波束。第三步骤930包括针对第一波束的多个波束方向中的每一个和第二波束的多个波束方向中的每一个表征第一节点和第二节点之间的链路质量。
对于至少一些实施方式，表征链路质量包括确定链路质量是否好于阈值。对于至少一些实施方式，已知的信号(即，信号的特征，诸如，发送信号功率电平)从第一节点或第二节点中的一个发送，并且在第一节点或第二节点中的另一个处接收。对于一实施方式，所接收的信号的所接收的信号强度表示微路线的链路质量。对于一实施方式，仅记录和利用好于阈值的链路质量。
至少一些实施方式进一步包括形成包括针对第一波束的多个波束方向中的每一个和第二波束的多个波束方向中的每一个的每一个的所表征的链路质量的矩阵。对于一实施方式，该矩阵包括表示由第一波束的方向和第二波束的方向所限定的2维空间的条目。进一步地，对于一实施方式，该矩阵包括表示3维空间的条目。
至少一些实施方式进一步包括识别包括大于阈值的所表征链路质量的所表征链路质量的一个或多个群集。
至少一些实施方式进一步包括将一个或多个群集分类。如前所述，对于至少一些实施方式，一个或多个群集被分类为旁波瓣和微路线中的至少一项。
至少一些实施方式进一步包括确定微路线中的每一个之间的相关性级别。
至少一些实施方式进一步包括监测第一节点和第二节点之间的状况，并且如果确定监测到的链路状况改变多于阈值，则至少重新表征第一节点和第二节点之间的一个或多个微路线的子集。对于一实施方式，检测到的在第一节点和第二节点之间传送的信号的信号质量中的变化用于确定何时重新表征第一节点和第二节点之间的微路线。
图10是根据实施方式的包括聚集微路线的所测量的信号质量的方法行为的流程图。第一步骤1010确定针对发送节点的多个aod和针对接收节点的多个aoa的发送节点与接收节点之间的链路质量测量值。第二步骤1020包括从所确定的链路质量测量值中识别具有好于质量阈值的质量的链路质量测量值。第三步骤1030包括聚集大于阈值并且在aod范围阈值内和在aoa内的链路质量测量值作为单个微链路。即，如图2a所示，可以在针对aod和aoa的小(阈值)变化范围的发送节点和接收节点之间形成单个微路线。对于一实施方式，针对aod和aoa的小(小于阈值)变化的具有好于质量阈值的链路质量的所测量的链路质量被聚集，并且被指定为单个微路线。一旦被聚集，所描述的实施方式进一步包括将识别的不同的群集分类为彼此的旁波瓣或者作为单独的微链路。
图11是根据实施方式的包括选择用于无线网络的第一节点和第二节点之间的通信的微链路的方法行为的流程图。第一步骤1110包括通过由至少一个微路线形成的无线链路在第一节点和第二节点之间进行无线通信。第二步骤1120包括确定至少一个微路线的状况。对于一实施方式，至少一个微路线的状况包括微路线的质量。对于一实施方式，确定该状况包括通过微链路发送信号并且在接收节点处确定所接收的信号质量或所接收的信号振幅。对于一实施方式，如果接收的信号的质量或振幅低于阈值，则确定微路线状况为链路故障，并且因为检测出至少一个微路线的故障，而选择新的或不同的微路线。对于至少一些实施方式，信号质量包括通过微路线从发送节点传送至接收节点的信号的snr(信噪比)、per(分组差错率)或ber(比特差错率)中的至少一项的测量值。
第三步骤1130包括基于至少一个微路线和至少一个其他微路线之间的相关性级别来选择用于第一节点和第二节点之间的通信的至少一个其他微路线。如前所述，可以随着时间监测不同的微路线之间的相关性。对于至少一些实施方式，存储不同的微路线之间的相关性，并且在由于用于发送节点和接收节点之间的通信信息的微路线的故障(所感测的状况)导致要选择新的微路线时，检索不同的微路线之间的相关性。
对于至少一些实施方式，从多个预定的微路线中选择至少一个微路线和至少一个其他微路线。对于一实施方式，通过表征第一节点和第二节点之间的一个或多个微路线来确定预定的微路线。例如，对于一实施方式，通过表征过程确定第一节点和第二节点之间的一个或多个微路线，并且将其存储在存储器中。从存储器访问至少一个微路线并且该至少一个微路线用于第一节点和第二节点之间的无线通信。一旦检测到状况，诸如，至少一个微路线的故障，则从存储器检索至少一个其他微路线，并且基于至少一个微路线和至少一个其他微路线之间的相关性级别(通常，最小相关、小于阈值或期望量的相关)为第一节点和第二节点的无线通信选择至少一个其他微路线。
如前所述，对于一实施方式，表征第一节点和第二节点之间的一个或多个微路线包括向多个方向引导由第一节点的多个天线形成的第一波束，针对第一波束的多个方向中的每一个，向多个方向引导由第二节点的多个天线形成的第二波束，并且针对第一波束的多个波束方向中的每一个和第二波束的多个波束方向中的每一个表征第一节点和第二节点之间的链路质量。对于至少一些实施方式，所表征的一个或多个微路线被存储在存储器中。
模式检测
图12示出了根据实施方式的位于紧邻交通路口的发送节点1210和接收节点1220、以及用于微路线表征和选择的模式检测的实现方式。对于一实施方式，节点1210、1220通过一个或多个网络连接至上游云服务器。因此，云服务器执行或者访问节点1210、1220之间的微路线的表征和选择。对于一实施方式，所收集的关于微路线的表征和选择的信息用于确定操作模式以及节点1210、1220周围的环境变化。例如，可以从所收集的信息的数据中挖掘在特定时间窗口期间创建/阻断一些微路线的总线。进一步地，从微路线报告中，可以分类(微路线的)链路是位于具有频繁环境变化的交通繁重的道路处还是处于安静街道中。基于该分类，可以选择用于链路适配的不同参数。例如，基于定期的微路线训练，可以推导出链路是否正在经受更频繁的衰减/极点晃动/叶片晃动/堵塞。基于该分类，可以设定保守参数或进取参数。进一步地，基于无线网络的所感测的状况的微路线训练可以是自适应的。
云服务器和节点控制器
图13示出了根据实施方式的发送节点1320、接收节点1330和云服务器1310。如所示，发送节点1320和接收节点1330连接至云服务器1310。这个连接可以通过提供云服务器1310和节点1320、1330之间的通信路径的一个或多个网络。
如前所述，云服务器1310可以连接至无线网络的许多不同的节点，并且可以收集与无线网络的节点相关的信息。对于一实施方式，云服务器1310执行以下中的至少一项：确定节点之间的一个或多个微路线的状况，或者基于一个或多个微路线和一个或多个不同的微路线之间的相关性级别来选择用于第一节点和第二节点之间的通信的一个或多个不同的微路线。对于一实施方式，云服务器1310执行第一节点和第二节点之间的一个或多个微路线的表征。
对于至少一些实施方式，云服务器1310进一步执行以下中的至少一项：将测量的链路质量聚集为微路线，将微路线分类，并且确定所识别的微路线之间的相关性级别。
发送节点1320包括连接至发送节点1320的多个天线的多个射频(rf)链路。如前所述，多个天线例如通过控制由多个天线发送的信号的振幅和相位来生成定向控制的定向波束。
对于至少一些实施方式，发送节点的节点控制器1325和/或云服务器1310帮助表征和确定可用于发送节点1320和接收节点1330之间的无线通信的微路线。一旦已经表征和确定了微路线，则微路线可以存储在存储器1390中。
进一步地，发送节点的节点控制器1325和/或云服务器1310帮助确定可用于发送节点1320和接收节点1330之间的无线通信的微路线之间的相关性。一旦已经确定了微路线之间的相关性，则该相关性可以存储在存储器1390中。
在确定哪些微路线用于与接收节点1330进行无线通信时，发送节点1320的节点控制器1325可以从存储器1390访问所存储的微路线。进一步地，当依据确定正在使用的当前微路线满足状况(诸如，性能故障)而确定选择哪些微路线时，发送节点1320的节点控制器1325可以从存储器1390访问所存储的微路线之间的相关性。
接收节点1330还包括用于接收节点1330的多个天线的多个rf链。对于一实施方式，接收节点1330在确定和表征发送节点1320和接收节点1330之间的微链路期间执行链路质量测量1338。对于一实施方式，在接收节点1130执行链路质量测量1338之后，链路质量测量1338被存储在存储器1390中用于将来访问。进一步地，对于至少一些实施方式，所表征的微链路之间的相关性确定也被存储在存储器1390中。
根据本发明的实施方式在涉及方法和系统的所附权利要求中被具体公开，其中，在一个权利要求类别(例如方法)中提及的任何特征也可以另一权利要求类别(例如系统)中要求保护。仅由于形式的原因而选择了所附权利要求中的从属关系或后向引用。然而，也可要求保护由有意地引用任何先前的权利要求(具体地，多个从属权利要求)而导致的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并且不管在所附权利要求中选择的从属关系都可要求保护。可以要求保护的主题不仅包括所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括权利要求中的特征的任何其他组合，其中，权利要求中提及的每个特征可以与权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文中描述或描绘的任何实施方式和特征可以在单独的权利要求中和/或在与本文中描述或描绘的任何实施方式或特征或者与所附权利要求的任何特征的任何组合中要求保护。
在根据本发明的实施方式中，一种方法可以包括通过由至少一个微路线形成的无线链路在第一节点和第二节点之间进行无线通信，确定至少一个微路线的状况，并且在确定状况之后，基于至少一个微路线和至少一个其他微路线之间的相关性级别来选择用于第一节点和第二节点之间的通信的至少一个其他微路线。
节点尤其可以是任何种类的连接点、重新分布点或通信端点，例如，作为数据通信设备(例如，调制解调器、集线器、电桥、开关)或者数据终端设备(例如，数字电话手机、打印机、主计算机、路由器、工作站或服务器)。具体地，节点可以是无路线由器和/或无线连接的移动通信装置。
确定第一微路线和第二微路线之间的相关性级别可包括确定事件或所感测的状况对第一微路线和第二路线的影响程度，并且事件或所感测的状况对这两者的影响越相似，它们就越相关。如前所述，对于至少一些实施方式，随着时间监测发送节点和接收节点之间的微路线。即，随着时间重复地重新表征微路线的性能。对于至少一些实施方式，通过重复表征确定不同的微路线之间的性能(例如，测量的链路质量)变化来确定不同的微路线之间的相关性级别。即，相关性确定包括确定不同的微路线的性能随着时间是相似地变化还是不同地变化。不同的微路线越相关，微路线的性能变化越相似。不同的微路线越不相关，微路线的性能变化越不相似。统计过程可用于通过随着时间重复表征不同的微路线的性能而比较不同的微路线的性能，来确定不同的微路线之间随着时间的相似性或差异性。
该状况可以是以下项中的一项或多项：性能；一个或多个干扰信号的引入或消除；网络拓扑的变化；无线网络周围或围绕无线网络的物理环境的变化；链路故障；信号质量。
在根据本发明的实施方式中，一种方法可以包括：表征第一节点和第二节点之间的多个微路线，其中，多个微路线包括至少一个微路线和至少一个其他微路线，包括：向多个方向引导由第一节点的多个天线形成的第一波束，针对第一波束的多个方向中的每一个，向多个方向引导由第二节点的多个天线形成的第二波束，并且针对第一波束的多个波束方向中的每一个和第二波束的多个波束方向中的每一个表征第一节点和第二节点之间的链路质量。
表征链路质量可以包括确定链路质量是否好于阈值。
在根据本发明的实施方式中，一种方法可以包括形成包括针对第一波束的多个波束方向中的每一个和第二波束的多个波束方向中的每一个的每一个的所表征的链路质量的矩阵。
在根据本发明的实施方式中，一种方法可以包括识别包括大于阈值的所表征链路质量的所表征链路质量的一个或多个群集。
在根据本发明的实施方式中，一种方法可以包括将一个或多个群集分类。
一个或多个群集可以分类为旁波瓣和微路线中的至少一项。
在根据本发明的实施方式中，一种方法可以包括确定微路线的每一个之间的相关性级别。
相关性级别可以基于微路线中的每一个之间的在发送节点处的离去角(aod)和在接收节点处的到达角(aoa)的差异来确定。
在根据本发明的实施方式中，一种方法可以包括监测第一节点和第二节点之间的链路状况，并且如果确定所监测的链路状况改变多于阈值，则至少重新表征第一节点和第二节点之间的多个微路线的子集。
连接至第一节点和第二节点的上游云服务器可以执行表征第一节点和第二节点之间的一个或多个微路线以及选择用于第一节点和第二节点之间的通信的至少一个其他微路线中的至少一项的一部分。
在根据本发明的实施方式中，无线网络可以包括：第一节点；第二节点，其中，第一节点通过由至少一个微路线形成的无线链路与第二节点进行无线通信；以及控制器，其中，控制器可操作以确定至少一个微路线的状况，在确定该状况之后，基于至少一个微路线和至少一个其他微路线之间的相关性级别来选择用于第一节点和第二节点之间的通信的至少一个其他微路线。
在根据本发明的实施方式中，无线网络可以包括：第一节点；第二节点，其中，第一节点通过由至少一个微路线形成的无线链路与第二节点进行无线通信；以及控制器，其中，控制器可操作以确定至少一个微路线的状况，在确定该状况之后，基于至少一个微路线和至少一个其他微路线之间的相关性级别来选择用于第一节点和第二节点之间的通信的至少一个其他微路线。
确定第一微路线和第二微路线之间的相关性级别可包括确定事件或所感测的状况对第一微路线和第二路线的影响程度，并且事件或所感测的状况对这两者的影响越相似，它们越相关。
该状况可以是以下项中的一项或多项：性能；一个或多个干扰信号的引入或消除；网络拓扑的变化；无线网络周围或围绕无线网络的物理环境的变化；链路故障；信号质量。
该控制器可操作以表征第一节点和第二节点之间的多个微路线，其中，多个微路线包括至少一个微路线和至少一个其他微路线，包括：向多个方向引导由第一节点的多个天线形成的第一波束，针对第一波束的多个方向中的每一个，向多个方向引导由第二节点的多个天线形成的第二波束，并且针对第一波束的多个波束方向中的每一个和第二波束的多个波束方向中的每一个表征第一节点和第二节点之间的链路质量。
表征链路质量可以包括确定链路质量是否好于阈值。
控制器可操作以形成包括针对第一波束的多个波束方向中的每一个和第二波束的多个波束方向中的每一个的每一个所表征的链路质量的矩阵。
控制器可操作以识别包括大于阈值的所表征链路质量的所表征链路质量的一个或多个群集。
控制器可操作以将一个或多个群集分类。
一个或多个群集可以分类为旁波瓣和微路线中的至少一项。
控制器可操作以确定微路线中的每一个之间的相关性级别。
控制器可操作以监测第一节点和第二节点之间的链路状况，并且如果确定所监测的链路状况改变多于阈值，则至少重新表征第一节点和第二节点之间的一个或多个微路线的子集。
在根据本发明的又一实施方式中，一个或多个包含软件的计算机可读非临时性存储介质，该软件在被执行时可操作以执行根据本发明或上述任何实施方式的方法。
在根据本发明的又一实施方式中，一种系统包括：一个或多个处理器；以及至少一个存储器，存储器耦接至处理器并且包括可由处理器执行的指令，该处理器在执行指令时可操作以执行根据本发明或上述任何实施方式的方法。
在根据本发明的又一实施方式中，一种计算机程序产品，优选地包括计算机可读非临时性存储介质，当在数据处理系统上执行时，该计算机程序产品可操作以执行根据本发明或上述任何实施方式的方法。
尽管已经描述和示出了特定的实施方式，但是这些实施方式不局限于如此描述和示出的部分的特定形式或布置。所描述的实施方式仅由权利要求进行限制。