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随着互联网以及智能终端的普及,移动数据流量呈现爆发性增长,对数据传输速率的要求也达到了吉比特每秒。然而,传统的微波频谱资源已经拥挤稀缺,难以满足海量的无线数据流量增长和极高的数据传输速率要求。为解决这一问题,越来越多的人将目光投向了频率位于约30 GHz~300 GHz的毫米波频谱。其中,60 GHz频段以其极宽的非授权带宽(最高为10 GHz)极大地吸引了学术界、工业界和标准化组织的关注。凭借其带宽优势,60 GHz毫米波可以满足很多高传输速率应用的需求,比如高清无压缩视频流的传输、3D游戏和高清视频通话等。60 GHz毫米波的一个特点是具有较大的路径传输损耗,一般毫米波通信利用定向波束赋形技术来弥补路径损耗。与传统的微波通信相比,毫米波通信增加了波束赋形训练开销和波束链路维护开销。虽然较大的路径损耗和定向传输特性使得毫米波传输可以利用空间复用来提升系统容量,但在密集网络环境下,不同链路之间仍会产生干扰和冲突。综上,有效的波束管理和波束链路调度对于提升60 GHz毫米波系统性能至关重要。因此,本论文将围绕毫米波波束管理和密集毫米波网络中波束链路的空间复用问题展开研究。论文首先研究了毫米波的波束管理方案,针对IEEE 802.11ad中的波束管理方法的缺陷,提出了波束分组管理的概念,并设计了两种波束分组管理方案:基于发送波束的均匀波束分组方案和基于发送波束的非均匀波束分组方案。均匀波束分组方案是将发送波束按照其SNR(Signal-to-Noise Ratio)值分配到SNR均匀划分的组中,而非均匀波束分组方案是将发送波束按照其SNR值分配到SNR非均匀划分的组中,并且小SNR值划分的间隔大,而大SNR值划分的间隔小。仿真结果表明,基于分组的波束管理方案可以减小信令的反馈开销,同时降低波束管理的复杂度。然后,本文研究了密集毫米波网络内的链路调度和空间复用方法。为了协调不同网络内链路的调度传输,文中采用了基于中心控制的网络架构,网络中的调度和数据传输则采用基于帧的先调度后传输方式。为了减少链路的干扰冲突,充分利用空间复用,文中构建了以最短调度时间为目标的最优调度模型。为了降低最优调度的复杂度并设计可行的调度方法,文中提出了多BSS(Basic Service set)协调调度方案MBCSMAC(Multiple-BSS Coordinated Scheduling Medium Access Control),其中设计了基于贪婪算法的多链路同传调度算法。通过仿真,将MBCSMAC与时分调度方案和随机调度方案做了对比。结果表明,MBCSMAC能够有效减少调度时间,提升系统吞吐量。