TWI677259B - 路燈裝置 - Google Patents

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廖昌倫
Chang-Lun Liao
沈俊銘
June-Ming Shen
林庭輝
Ting-Huei Lin
柯秉昌
Bing-Chang Koh
劉明政
Ming-Cheng Liu
田峻嘉
Chun-Chia Tien
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中華電信股份有限公司
Chunghwa Telecom Co., Ltd.
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Abstract

本發明提供一種路燈裝置，其包括燈柱及照明體。此照明體包括本體、發光單元、第一天線通訊模組及第二天線通訊模組。本體設於燈柱頂端。發光單元設於本體。第一天線通訊模組設於本體，並具有輻射場型朝向本體下方之指向性天線結構。第二天線通訊模組設於本體，並具有輻射場型朝向本體下方之指向性天線結構。第二天線通訊模組所支援之通訊技術不同於第一天線通訊模組，且第一及第二天線通訊模組的訊號涵蓋範圍大致相等。藉此，民眾可在外輕易享受到整合異質網路的高速上網服務，電信營運商亦能透過路燈裝置來分擔既有基地台的負載。

Description

路燈裝置
本發明是有關於一種照明設備，且特別是有關於一種結合網路功能之路燈裝置。
路燈係道路、街道、公園等其他政府單位用地之照明設備，民眾走在路上幾乎隨時可見其身影。一般路燈通常係用以提供照明，從而防止夜間時的意外及犯罪行為。而部分路燈甚至設有閉路攝影機，以協助警察監視或記錄現場狀況。由此可知，路燈所建置的地理位置之優勢，將可輔助其他功能之整合。
有鑑於此，本發明提供一種路燈裝置，其設有支援兩種通訊技術的天線通訊模組，為特定範圍內的區域提供多重網路服務，使民眾在外仍能有較佳的網路服務體驗。
本發明的路燈裝置，其包括燈柱及照明體。此照明體包括本體、發光單元、第一天線通訊模組及第二天線通訊模組。本體設於燈柱頂端。發光單元設於本體。第一天線通訊模組設於本體，並具有輻射場型朝向本體下方之指向性天線結構。第二天線通訊模組設於本體，並具有輻射場型朝向本體下方之指向性天線結構。第二天線通訊模組所支援之通訊技術不同於第一天線通訊模組，且第一天線通訊模組及第二天線通訊模組的訊號涵蓋範圍大致相等。
在本發明的一實施例中，上述的第一天線通訊模組係支援行動通訊技術，而第二天線通訊模組係支援無線區域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)技術。
在本發明的一實施例中，上述的行動通訊技術係長期演進(Long Term Evolution，LTE)，且無線區域網路技術係Wi-Fi，使第一天線通訊模組及第二天線通訊模組二者符合長期演進-無線區域網路聚合(LTE-WLAN Aggregation，LWA)規格。
在本發明的一實施例中，上述的第一天線通訊模組及第二天線通訊模組的水平訊號涵蓋範圍大致係燈柱向外50公尺之距離為半徑的範圍。
在本發明的一實施例中，上述的燈柱與另一路燈裝置之燈柱相距大於100公尺，以第一天線通訊模組的訊號涵蓋範圍來作為兩燈柱間距的依據，並使該第一天線通訊模組與該第二天線通訊模組的訊號涵蓋範圍間的差異極小化。
在本發明的一實施例中，上述的第一天線通訊模組及第二天線通訊模組相距大於波長之一半，而那些發光單元設於第一天線通訊模組及第二天線通訊模組之間。
在本發明的一實施例中，上述的路燈裝置更包括兩收容箱體設於燈柱，並分別具有主體、以及蓋件可活動地設於主體。主體容置第一天線通訊模組或第二天線通訊模組之接取設備，而蓋件遮蔽主體之開口。
在本發明的一實施例中，上述的第一天線通訊模組及第二天線通訊模組分別具有訊號饋入線，而燈柱容置射頻同軸纜線連接訊號饋入線。
在本發明的一實施例中，上述的路燈裝置更包括第三天線通訊模組設於本體，並具有輻射場型朝向本體下方之指向性天線結構。第三天線通訊模組所支援之通訊技術相同於第一天線通訊模組，第三天線通訊模組與第一天線通訊模組支援不同頻帶，且第一天線通訊模組及第三天線通訊模組的訊號涵蓋範圍大致相等。
在本發明的一實施例中，上述的第一天線通訊模組包括天線本體、訊號饋入線、外罩及金屬反射板。訊號饋入線連接天線本體。外罩容置天線本體，並供訊號饋入線組裝。金屬反射板設於天線本體一側。
基於上述，本發明實施例將通訊設備整合至路燈，並對特定範圍提供網路服務，更結合LWA之高速傳輸優點，不僅民眾可在外輕易享受到高速上網服務，電信營運商亦能透過路燈裝置來分擔既有基地台的負載。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依據本發明一實施例之路燈裝置1的示意圖。請參照圖1，路燈裝置1包括照明體11、燈柱12及兩收容箱體13。此路燈裝置1可設置於道路、街道、廣場、公園等環境，本發明不加以限制。
請參照圖3A，照明體11包括本體111、五個發光單元112、天線通訊模組113, 115, 116, 117及金屬之外面板114。本體111內可容置那些發光單元112及天線通訊模組113, 115, 116, 117。發光單元112可以係發光二極體(LED)、鈉燈、水銀燈等類型的照明或電燈，而於本實施例係採用LED光源，其功耗、亮度及體積相較於其他類型電燈更佳。此外，各發光單元112以模組化方式裝設於外面板114，以方便施工人員改裝、維修或更換。需說明的是，發光單元112的數量及位置可視需求而自行調整。
天線通訊模組113係支援Wi-Fi 2.4千兆赫茲(GHz)的天線模組，天線通訊模組116係支援Wi-Fi 5 GHz的天線模組，天線通訊模組115係支援LTE 1800兆赫茲(MHz)的天線模組，而天線通訊模組117係支援LTE 2600MHz的天線模組，即結合Wi-Fi及LTE技術而符合長期演進-無線區域網路聚合(LWA)規格。天線通訊模組113, 116與天線通訊模組115, 117相距大於波長之一半，並透過設置發光單元112於兩組天線通訊模組之間，以減少兩通訊技術之間的干擾。天線通訊模組113, 115, 116, 117形成2×2多輸入多輸出(MIMO)天線系統，且皆具有輻射場型係朝向本體111下方(地面)之指向性天線結構。天線場型由上往下輻射，其增益Gt 分佈隨主波束兩側快速遞減，使得涵蓋範圍內的訊號強度亦隨距離增加而快速衰減，且易於限縮特定細胞服務範圍，從而適於高密度/高容量場域。本實施例之Wi-Fi天線通訊模組113, 116與LTE天線通訊模組115, 117具有相同投射場型特徵，適於異質網路整合，使涵蓋範圍內更容易達到LTE與Wi-Fi載波聚合功效。
Wi-Fi天線通訊模組113, 116與LTE天線通訊模組115, 117之訊號涵蓋範圍大致相等，天線通訊模組113, 116之訊號涵蓋範圍大致係燈柱12向外50公尺之距離為半徑r1的範圍，使接收訊號強度大約係-70分貝毫瓦(dBm)；而天線通訊模組115, 117之訊號涵蓋範圍大致係燈柱12向外距離為半徑r2的範圍，使接收訊號強度大約係-95 dBm。藉此，位於下方的行動裝置(例如，手機、平板電腦、筆記型電腦等)透過LWA通訊技術，其傳輸速率可達400Mbps以上，然實際數據可能因環境或規格而變動。
值得注意的是，經特別調整各天線通訊模組操作頻段的場型分佈，可補足接收端因頻率差異所造成傳播路徑損失的差異，使得訊號涵蓋範圍內LTE及Wi-Fi天線通訊模組二者的異質網路訊號強度差異極小化，從而提升接收端使用LWA聚合的機會。更具體而言，根據Friis Transmission Equation(，其中是接收端功率，是發射端功率，是發射端天線增益，P.L.是路徑損失((自由空間)，R是接收端與發射端距離，F是操作頻率)，是接收端天線增益)。若使用投射狀天線場型，因場型主波束兩側快速遞減之特性，當接收端逐漸遠離發射端時，其接收端訊號強度衰減，將同時被距離R與增益Gt 所支配，以達到快速限縮涵蓋範圍之功效。例如，距離每增加1倍，則接收端訊號強度將少6dB，且距離增加，直視傳播所對應到增益Gt 的更小。假設發射端與接收端距離不變之下，操作頻率對P.L.差異如下表： 由此可知，不同操作頻率之路徑損失有其差異性。此外，兩種異質網路對接收端靈敏度要求不同情況下，若要使兩者涵蓋差異極小化，可透過對場型分佈調整，例如LTE頻段使用更窄波束天線，將使同一涵蓋範圍內的接收端可執行LWA的機會增加。
請接著參照圖3B及3C，天線結構以天線通訊模組113為例來說明，其餘可參照。天線通訊模組113包括天線本體211、兩條訊號饋入線212、外罩213及金屬反射板214。天線本體211包括輻射板2111、功分板2112位於輻射板上方、以及絕緣材質之隔離柱2113設於輻射板2111與功分板2112之間，使輻射板2111與功分板2112分開一特定距離(例如，5、10公厘等)。而功分板2112與兩訊號饋入線212連接，且訊號饋入線212組裝於外罩213上。此外，金屬反射板214則安裝於天線本體211背面，以降低背波所造成之干擾。此外，天線通訊模組113, 115, 116, 117以模組化方式裝設於外面板114，以方便施工人員改裝、維修或更換。
需說明的是，天線通訊模組113, 115, 116, 117可能為全方向性場型分佈，但仍須限制其訊號涵蓋範圍在路燈裝置1的特定距離內，且各天線通訊模組訊號均勻分佈，從而有效提升訊雜比(SNR)，並提升用戶體驗質量(QoE )。此外，於其他實施例中，天線通訊模組113, 116亦可能支援其他無線網路技術(例如，ZigBee、藍芽等)，而天線通訊模組114, 117亦可能支援其他頻帶(例如，700、900 MHz等)或其他行動通訊技術(例如，第三代(3G)行動通訊、WiMAX等)，(因此，天線通訊模組113, 116, 114, 117皆可因應需求整合不同通訊技術)。
請參照圖1、2、4，燈柱12立設於地面，其頂端設有照明體11，並容置有射頻同軸纜線121連接各天線通訊模組113, 114, 116, 117之訊號饋入線212，使線材不外露，不僅提升美觀更能防止外力破壞。
請參照圖1、4，兩收容箱體13設於燈柱12底端，並分別具有主體133、以及蓋件134可活動地設於主體133(上掀式)。主體133容置天線通訊模組113, 114, 116, 117之接取設備(即，Wi-Fi存取點(AP)設備131及微型基地台設備132)。而蓋件134遮蔽主體133之開口，並可被設計成座椅或其他美化造型，不僅可供民眾坐下，維運人員亦可方便開啟以維修或更新內部零件。
本實施例之路燈裝置1可作為微型基地台(Small Cell)，以供電信業者分擔既有基地台的負載，因此可大量佈建於人潮擁擠的環境，從而擴充網路容量。而為了提升訊號覆蓋率，請參照圖5，兩路燈裝置1A, 1B之燈柱12相距特定間距R，此間距大概是100公尺，但超過100公尺亦可。而因投射場強限縮特性，可減少相鄰細胞涵蓋重疊干擾，且前述間距R可縮小，以達到擴充網路容量之目的。
請參照圖6係佈建路燈裝置1的範例。以LTE的-95dBm涵蓋範圍強度為佈建準則(即，以LTE的-95dBm涵蓋範圍為各點為間涵蓋區隔)：1. 若-95dBm涵蓋範圍可更限縮，表示在一個高容量/高密度場域，涵蓋重疊區減少，可佈建較多的LTE網路。2. 若讓LTE涵蓋強度(-95dBm)及Wi-Fi涵蓋範圍強度(-70dBm)範圍差異極小化(越接近)，則使用者設備可執行LWA的機會將大幅增加。
綜上所述，本發明實施例的路燈裝置採用低功耗之發光單元，結合圍繞於發光單元之指向性天線通訊模組，使二者皆能正常發揮其功能而不會妨害對方運作。而接取設備亦置於座椅造型之收容箱體內，增加設備維護及架設之便利性。天線通訊模組與接取設備之連接採用低損耗之射頻線材，且將射頻線材設於燈柱內部，使線材不外露。此外，路燈裝置能整合異質網路，使特定範圍內的接收端能使用LWA，再進一步調整各天線通訊模組的場型分佈，將能使二異質網路的訊號涵蓋範圍差異極小化，並使執行LWA的機率極大化。藉此，民眾可在外輕易享受到高速上網服務，電信營運商亦能透過路燈裝置來分擔既有基地台的負載。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1、1A、1B‧‧‧路燈裝置
11‧‧‧照明體
111‧‧‧本體
112‧‧‧發光單元
113、115、116、117‧‧‧天線通訊模組
114‧‧‧外面板
12‧‧‧燈柱
121‧‧‧射頻同軸纜線
13‧‧‧收容箱體
131‧‧‧Wi-Fi AP設備
132‧‧‧微型基地台設備
133‧‧‧主體
134‧‧‧蓋件
211‧‧‧天線本體
2111‧‧‧輻射板
2112‧‧‧功分板
2113‧‧‧隔離柱
212‧‧‧饋入線
213‧‧‧外罩
214‧‧‧金屬反射板
r1、r2‧‧‧半徑
R‧‧‧間距
‧‧‧場型分佈
圖1是依據本發明一實施例之路燈裝置的示意圖。 圖2是依照本發明一實施例之路燈裝置的局部示意圖。 圖3A是依據本發明一實施例之照明體的示意圖。 圖3B是依據本發明一實施例之天線通訊模組的示意圖。 圖3C是依據本發明一實施例之天線通訊模組的另一視角示意圖。 圖4是依據本發明一實施例之路燈裝置的局部示意圖。 圖5是依據本發明一實施例之兩路燈裝置的設置示意圖。 圖6係佈建路燈裝置的範例。

Claims (10)

  1. 一種路燈裝置，包括： 一燈柱；以及 一照明體，包括： 一本體，設於該燈柱頂端； 多個發光單元，設於該本體； 一第一天線通訊模組，設於該本體，並具有輻射場型朝向該本體下方之第一指向性天線結構；以及 一第二天線通訊模組，設於該本體，並具有輻射場型朝向該本體下方之第二指向性天線結構，其中該第二天線通訊模組所支援之通訊技術不同於該第一天線通訊模組，且該第一天線通訊模組及該第二天線通訊模組的訊號涵蓋範圍大致相等。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，其中該第一天線通訊模組係支援一行動通訊技術，而該第二天線通訊模組係支援一無線區域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)技術。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的路燈裝置，其中該行動通訊技術係長期演進(Long Term Evolution，LTE)，且該無線區域網路技術係Wi-Fi，使該第一天線通訊模組及該第二天線通訊模組二者符合長期演進-無線區域網路聚合(LTE-WLAN Aggregation，LWA)規格。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，其中該第一天線通訊模組及該第二天線通訊模組的水平訊號涵蓋範圍大致係該燈柱向外50公尺之距離為半徑的範圍。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的路燈裝置，其中該燈柱與另一路燈裝置之燈柱相距大於100公尺，以第一天線通訊模組的訊號涵蓋範圍來作為兩燈柱間距的依據，並使該第一天線通訊模組與該第二天線通訊模組的訊號涵蓋範圍間的差異極小化。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，其中該第一天線通訊模組及該第二天線通訊模組相距大於波長之一半，而該些發光單元設於該第一天線通訊模組及該第二天線通訊模組之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，更包括： 二收容箱體，設於該燈柱，並分別具有一主體、以及一蓋件可活動地設於該主體，該主體容置該第一天線通訊模組或該第二天線通訊模組之接取設備，而該蓋件遮蔽該主體之開口。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，其中該第一天線通訊模組及該第二天線通訊模組分別具有至少一訊號饋入線，而該燈柱容置一射頻同軸纜線連接該至少一訊號饋入線。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，更包括： 一第三天線通訊模組，設於該本體，並具有輻射場型朝向該本體下方之第三指向性天線結構，其中該第三天線通訊模組所支援之通訊技術相同於該第一天線通訊模組，該第三天線通訊模組與該第一天線通訊模組支援不同頻帶，且該第一天線通訊模組及該第三天線通訊模組的訊號涵蓋範圍大致相等。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的路燈裝置，其中該第一天線通訊模組包括： 一天線本體； 至少一訊號饋入線，連接該天線本體； 一外罩，容置該天線本體，並供該至少一訊號饋入線組裝；以及 一金屬反射板，設於該天線本體一側。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112367615B (zh) * 2020-11-03 2022-07-29 江苏钰明集团有限公司 一种路灯与便携设备间的通讯方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103116994A (zh) * 2012-12-28 2013-05-22 方科峰 光通讯的交通系统及交通系统管理方法
CN203628428U (zh) * 2013-11-21 2014-06-04 陈家骏 具备无线信号传播构造的路灯
CN205155827U (zh) * 2015-11-20 2016-04-13 周朝益 一种多功能路灯
CN205792992U (zh) * 2016-04-25 2016-12-07 奥维通信股份有限公司 一种带有移动通信网络覆盖功能的交流充电桩式路灯

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103116994A (zh) * 2012-12-28 2013-05-22 方科峰 光通讯的交通系统及交通系统管理方法
CN203628428U (zh) * 2013-11-21 2014-06-04 陈家骏 具备无线信号传播构造的路灯
CN205155827U (zh) * 2015-11-20 2016-04-13 周朝益 一种多功能路灯
CN205792992U (zh) * 2016-04-25 2016-12-07 奥维通信股份有限公司 一种带有移动通信网络覆盖功能的交流充电桩式路灯

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