[发明专利]用于道路可见光通信的多波束路灯及其设置方法

说明书

本发明涉及道路可见光通信技术领域，是一种用于道路可见光通信的多波束路灯及其设置方法，前者包括路灯主杆，路灯主杆的顶端往一侧延伸有支杆，在支杆的自由端设置有灯具，灯具包括设置于中心位置的主光源和设置于第主光源左右两侧的左右两个副光源，在路灯主杆上还安装有信号驱动加载模块、用于多载波分配的多载波分配模块；主光源和左右两个副光源均与信号驱动加载模块相连接，信号驱动加载模块与多载波分配模块连接。本发明借助功率缩放因子，按照保护波束所覆盖区域的尺寸占覆盖区整体覆盖区域的比例，为保护波束分配发射功耗水平，同时相应缩减中心主波束的功耗水平，道路可见光覆盖区的功耗水平保持基本恒定。

技术领域

本发明涉及道路可见光通信技术领域，是一种用于道路可见光通信的多波束路灯及其设置方法。

背景技术

道路可见光通信是将数据电信号通过驱动电路加载到基于LED的道路照明基础设施(路灯)，被驱动点亮的LED光源所发出的光信号就携带了信息，进而为光源所照射到区域提供无线信号覆盖。具体的，单一路灯通过照射所覆盖的区域就成为一个天然地通信覆盖区。由于单一路灯所能覆盖的区域相对有限，通常要点亮整条道路，需要沿街布放多个路灯及辅助设施。为了保证照明的连续性，避免出现照明的空隙，同是在实际工程上也难以做到严格矩形的照明覆盖区，因此相邻路灯所覆盖的区域都要保留一定的重合区域，以提升覆盖区之间边缘区域的光照水平。

每个路灯覆盖区所能加载信号的电域基带频域资源是有限的，而使用基带频率资源的多少又决定了每个可见光通信覆盖区的空口数据吞吐能力。为了提升道路全部覆盖区的数据吞吐能力，必须将电域基带频率资源在不同覆盖区间重复使用(也就是频率复用)。但是在覆盖区之间的边缘区域，用户的可见光通信移动接收终端会同时收到来自两个覆盖区的光信号，在电域所加载信号的频带也是高度重叠的，两个覆盖区的信号必然发生严重的干扰，用户无法解调出正确的数据信息。因此，有必要对道路可见光通信覆盖区进行合理设计，在提升覆盖区边缘用户通信体验的同时，使得全部道路可见光通信覆盖区的整体数据吞吐能力维持在高水平。

发明内容

本发明提供了一种用于道路可见光通信的多波束路灯及其设置方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的路灯可见光通信存在的信号覆盖不均匀造成的通信信号不稳定以及通信信号干扰严重的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种用于道路可见光通信的多波束路灯，包括路灯主杆，所述路灯主杆的顶端往一侧延伸有支杆，在支杆的自由端设置有灯具，灯具包括设置于中心位置的发射出基础单波束的主光源和设置于主光源左右两侧的用于作为保护窄波束的左右两个副光源，在路灯主杆上还安装有信号驱动加载模块、用于多载波分配的多载波分配模块；主光源和两个左右副光源均与信号驱动加载模块相连接，信号驱动加载模块与多载波分配模块连接。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述主光源为发射出朗波光波束的LED光源，左右两个副光源为发射朗伯波束的LED光源或发射非对称扁平波束的LED光源。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种用于道路可见光通信的多波束路灯的设置方法,包括以下步骤：

S1：设置多个用于道路可见光通信的多波束路灯，将每一个多波束路灯的主光源波束设置为S_主(f)，左右两侧副光源加装两个小尺寸的窄波束分别设置为S_左侧(f)、S_右侧(f)，其中f为光源所加载的载波电信号的频率，设置窄波束的辐射强度最高的方向为其法向方向，对应的辐射强度为I_法向；

S2：调整每个多波束路灯的左右两个窄波束的空间指向，窄波束将其法向方向指向路面且与主波束保持相同指向，保持窄波束方向在道路方向矢量与主波束方向矢量所构建的平面内沿顺时针旋转，直至其指向该多波束路灯的覆盖区边缘，同时所指向的区域仍限定在该多波束路灯覆盖区域内，完成左右侧窄波束的空间方向设定；